Пән: Информатика

Информатика пәнінің мақсаты мен міндетін түсіндіріңіз. Информатика – есептеу техникасы құралдарының көмегімен ақпаратты қабылдау, құру, сақтау, түрлендіру, өңдеу және жеткізу тәсілдерін жүйеге келтіретін техникалық ғылыми пән. Яғни, Информатика – ақпараттық процесстерді зерттейтін ғылым.

Ақпараттық процесстерді өңдейтін негізгі құрал – компьютер. Ақпаратты автоматты өңдеу – бұл арнайы түзілген программа бойынша адамзат баласының қатысуынсыз негізгі мәліметтерді енгізгеннен кейін қандай да бір нәтижеге жеткенге дейінгі ақпараттың өңделуі.

Негізгі мәліметтер құрамы мыналардан тұрады:

Мәтіндік ақпарат – оқулықтағы мәлімет, дәптердегі шығарма, ауа райы, радио арқылы таратылған мәлімет және т.б.;

Сандық ақпарат – көбейту кестесі, арифметикалық мысал, хоккей ойынының есебі және т.б.;

Графикалық ақпарат – суреттер, схемалар, сызулар, фотосуреттер және т.б.;

Музыкалық (дыбыстық) ақпарат – дыбыс, музыка;

Бейнеақпарат – түрлі-түсті графика, дыбыс, көркем фильмдер, екі өлшемді, үш өлшемді қозғалмалы объектілер.

Информатика пәніннің негізгі мәселесі – есептеу техникасының аппараттық және программалық құралдарымен жұмыс істеу тәсілдерін жүйелеу.

Дербес компьютердің классикалық архитектурасын сипаттаңыз. Фон Нейман принципін түсіндіріңіз. Есептеу техникасының даму тарихы ерте кезден-ақ басталды: XVII ғасырдың 40-жылдарында Б.Паскаль – сандарды қоса алатын механикалық құрылғыны ойлап тапты; XVIII ғасырда В.Лейбниц сандарды қоса және көбейте алатын құрылғы жасап шығарды; XIX ғасырда Ч.Бэббидж механикалық машинаны программа арқылы басқару жүйесімен біріктірді; XX ғасырдың 30-шы жылдарының соңында Америкада қосу, азайту элементтері, электрондық жад, механикалық компонент енгізілген ЭЕМ құрастырылып шықты. Алғашқы ЭЕМ-ді құру және оның жұмыс істеуінің теориялық негіздерін 1946-1947 жылдары атақты математик, кибернетик Джон фон Нейман дайындап шықты. Мұнда өңделетін ақпарат пен өңдеу программасын сандық түрде дайындау, деректер мен программаны машинаның жадында орналастыру тәсілдері қарастырылған.

Компьютер (ағылшынша: computer – «есептегіш»), ЭЕМ (электрондық есептеуіш машина) – есептеулерді жүргізуге, және ақпаратты алдын ала белгіленген алгоритм бойынша қабылдау, қайта өңдеу, сақтау және нәтиже шығару үшін арналған машина. Компьютер дәуірінің бастапқы кезеңдерінде компьютердің негізгі қызметі — есептеу деп саналатын. Қазіргі кезде олардың негізгі қызметі — басқару болып табылады.

Компьютер сөзінің анықтамасы алғаш рет 1897 жылы ағылшындық Оксфорд сөздігінде пайда болған болатын. Бұл сөздікте компьютер механикалық есептеуіш құрылғы ретінде көрсетілген. 1946 жылы бұл сөздікте цифрлық компьютер, аналогтық есептеуіш машинасы және электронды компьютер түсініктерінің мағынасы ажыратылып көрсетіледі.

Қазіргі заманғы компьютерлердің басым бөлігінде алға қойылған мәселе әуелі математикалық терминдерде сипатталады, бұл кезде барлық қажетті ақпарат екілік жүйеде (бір және ноль ретінде) көрсетіледі, содан кейін оны өңдеу үшін қарапайым логика алгебрасы қолданылады. Іс жүзінде барлық математикалық есептерді бульдік операциялар жиынына айналдыруға болатындықтан, жылдам жұмыс жасайтын электронды компьютерді математикалық есептердің, сонымен қатар, ақпаратты басқару есептерінің көпшілігін шешу үшін қолдануға болады.

(1-сурет)

1-сурет. Жүйелі қорап (блок) көрінісі.

2-сурет. Аналық тақша

3-сурет. Процессор немесе микропроцессор.

4- сурет. Оперативті жады.

5-сурет.Тұрғылықты немесе қатты диск.

6-сурет. Иілгіш диск.

CD және DVD диск жетектері мәліметтерді ықшам дисктерге жазуға және оқуға мүмкіндік береді. CD және DVD дисктер – ауыспалы тасымалдаушылар. CD дискке 700 Мб-тан жоғары, ал DVD дискке 4,7 Гб ақпарат сыяды.

Дискілер бір рет жазылаты (CD-R және DVD-R) және қайталап жазылатын (CD-RW және DVD-RW) болады (7-сурет).

7-сурет. CD және DVD диск жетектері.

8-сурет.Бейнебейімдеуіш (видеокарта).

9-сурет. Дыбыстық тақша (звуковая карта).

10-сурет. Порттар.

- Сыртқы модемдер:

Omni 56 K Duo EXT	Acorp 56EUS EXT	US Robotics Courier 56k EXT
Жылдамдығы макс 56К Интерфейс RS-232, USB	Жылдамдығы макс 56К Интерфейс USB	Жылдамдығы макс 56К Интерфейс RS-232

- ішкі модемдер:

Omni 56K PCI INT	Acorp 56600 INT
Жылдамдығы макс 56К Интерфейс PCI	Жылдамдығы макс 56К Интерфейс PCI

11-сурет. Модемдер.

12-сурет. Флоппи және флеш дискілер.

13-сурет.CD және DVD дискілер.

ДК-дің қосымша бөліктері:

1. Принтер- мәтіндік және графикалық ақпаратты баспаға шығаруға арналған құрылғы.

2. Сканер – дк-ге мәтін, сурет, слайд және басқа да графикалық ақпаратты енгізуге арналған құрылғы.

3. Дыбыс зорайтқыштар (колонкалар) – дыбыс және әуендерді жаңғыртуға арналған. Егер ДК-де дыбыс колонкалара мен дыбыстық тақша бар болса, онда оны мультимедиялық деп атайды. Мультимедиа – бұл дыбыс пен бейненің (видео) бірігуі.

ЭЕМ тарихын және даму кезеңдерін түсіндіріңіз. ЭЕМ – дердің жіктелуін сипаттаңыз. ЭЕМ-ры мынадай буындардан тұрады:

1)бірінші буын – ЭЕМ-нің ішкі құрылымы элементтері жеке бөлшектерден дайындалған электрондық-логикалық схемаларға негізделген болатын. Бұл бөлшектердің негізгілері – ваккумдық электрондық шамдар. Мұндай компьютерлердің көлемі үлкен, сенімділігі жоғары емес, тездік жылдамдықтары 1 секундта 5-6 мың қарапайым операция шамасынан аспайтын: екі санды қосу, көбейту, символдарды салыстыру сияқты қарапайым операциялар, ал оны орындайтын команда машиналық команда деп аталды. Машиналық команданы орындататын программалау жұмысы көп еңбекті қажет етті;

2)екінші буын – транзисторды ойлап шығаруға байланысты, негізгі элементтері жартылай өткізгішті транзисторлардан тұратын ЭЕМ-ры жарыққа шықты. Бұл машиналардың сыртқы аумағы, массасы, энергияны пайдалану шамасы көп төмендеді. Бұл ЭЕМ-да Алгол, Фортран, Бейсик және т.б. программалау тілдеріндегі программалармен жұмыс істеу мүмкіндігі туды. Тиімді программа құру технологиясына жету арқылы жұмсалатын адам еңбегін үнемдеудің екінші кезеңі басталды;

3)үшінші буын – элементтік негізі жартылай өткізгішті интегралдық схема (ИС) болатын ЭЕМ-ры жасалына бастады. Интегралдық схема (ИС) – мүмкіндігі күрделі транзисторлық схемадай болатын, аумағы 1 шаршы см-ге жетпейтін функционалдық блок. Ол жартылай өткізгішті кристалдан (негізінен кремнийден) тұрады да, элементтері он мыңдаған-миллиондаған транзисторлардан, диодтар, конденсаторлар, резисторлар арнайы тақшада тұтас құрастырылады. Тақша – түрлі электрондық схемаларды орналастыруға мүмкіндік беретін арнайы материалдан құрылған көп қабатты пластинка. Интегралдық схеманы пайдалану ЭЕМ-ның сыртқы аумағын шұғыл кішірейтуге және оның жұмыс өнімділігін көп мыңдаған есе жоғарылатуға себеп болды;

4)төртінші буын – элементтік негізі үлкен интегралдық схема (ҮИС) және аса үлкен интегралдық схема (АҮИС) болатын ЭЕМ-ры жасалына бастады. Бұл ЭЕМ-ры білімді нәтижелі түрде өңдей алатын, параллель жұмыс істейтін ондаған микропроцессорлар жиынтығынан дайындалып шықты. Машина жұмысын басқарушы және арифметикалық-логикалық ақпаратты өңдеуге арналған компьютердің негізгі құрылғыларын бірге қосып процессор деп, ал бір немесе бірнеше АҮИС-дан тұратын дербес компьютер (ДК) процессорын микропроцессор деп атайды.

ЭЕМ-ры қолданылуына қарай мынадай топтарға бөлінеді: үлкен ЭЕМ (электрондық есептеу машинасы), мини-ЭЕМ, микро-ЭЕМ және дербес компьютерлер.

5)1990 жылдардан бастап объектілі-бағдарлы программалау тілдері сияқты электрондық құралдары жаңа типті етіліп күрделі дамытылған бесінші буын ЭЕМ-ры дайындалып шықты.

Ақпарат және оның түрлерін сипаттаңыз. Ақпараттың өлшем бірліктерін түсіндіріңіз. “Ақпарат” термині латынның «INFORMATION» - түсіндіру, баяндау, білу деген сөзінен шыққан. Ақпаратты біз ауызша немесе жазбаша түрде, қимыл не қозғалыс түрінде бере аламыз. Кез- келген керекті ақпараттың мағынасын түсініп, оны басқаларға жеткізіп, соның негізінде белгілі бір ой түйеміз.

Жалпы тұрғыдан алғанда, ақпарат – таңбалар мен сигналдар түрінде берілген әлемнің, заттың бейнесі болып саналады. Ақпарат алу дегеніміз – бізді қоршаған құбылыстар мен нысандардың өзара байланыстары, құрылымы немесе олардың бір-біріне қатысуы жөнінде нақты мағлұматтар мен мәліметтер алу деген сөз.

Сонымен, Ақпарат – белгілі бір нәрсе (адам, жануар, зат, құбылыс) туралы таңбалар мен сигналдар түрінде берілетін мағлұматтар.

Ақпараттың түпкі заттық мазмұны оның негізгі қасиеттерін – дәлдігі мен толықтығын, бағалығы мен қажеттілігін, анықтылығы мен түсініктілігін ашуға көмектеседі.

Ақпарат істің ақиқаттық жағдайын толық ашатын болса, оның дәл болғаны. Дәлдігі жоқ ақпарат оны түсінбеушілікке және соған байла нысты теріс шешім қабылдауға әкеліп соқтыруы мүмкін.

Егер ақпарат оны түсінуге және белгілі бір шешім қабылдауға жеткілікті болса, онда оның толық болғаны. Ақпараттың толық болмауы ол жөнінде белгілі бір тұжырымға келуге кедергісін тигізіп, қателікке ұрындыруы мүмкін.

Ақпараттың бағалылығы – оны пайдалана отырып, қандай мәселелер шеше алатынымызға байланысты болады. Өзекті (дер кезінде берілген) ақпарат жұмыс шарттары өзгерген жағдайда өте қажет болады.

Егер бағалы, әрі өзекті ақпарат түсініксіз сөздермен жазылса, оның пайдаға аспайтыны өзінен-ақ белгілі.

Ақпарат түрлері: мәтін, сурет, фотобейне, дыбыстық сигналдар, электрлік сигналдары, магниттік жазба және т.б.

Адамзаттың қабылданған ақпаратпен байланысы қандай?

Біріншіден, адамзат ақпаратты сақтайды. Әрдайым ақпаратты сақтау үшін адамзат тасымалдаушыларды пайдаланады: папирус, қағаз, фотопленка, кассеталар, дискілер және т.б.

Екіншіден, адамзат ақпаратты таратады. Ақпаратты тарату кезінде бір адам ақпаратты тарату көзі болса, екіншісі ақпаратты қабылдаушы болады.

Мысалы, кітап оқу арқылы Сіз ақпаратты қабылдаушысыз, ал кітап авторы ақпаратты тарату көзі болып табылады. Егер оқығаныңызды өзге адамға айтып берер болсаңыз, онда Сіз ақпарат тарату көзісіз, ал тыңдаушыңыз - Сіздің қабылдаушыңыз.

Ақпаратты тарату – екі жақтылы процесс, мұнда әрдайым таратушы мен қабылдаушы болуы қажет.

Ақпаратты тарату барысындағы құралдар ақпаратты тарату каналдары болып табылады: теледидар, радио, компьютерлік желі, басылымдар және т.б.

Үшіншіден, адамзат қабылданған ақпаратты өңдейді. Қабылданған ақпаратты өңдеу дегеніміз: жаңадан ақпарат алу, қабылданған ақпаратты қандай да бір ретке келтіру, өзіне қажетті ақпаратты іздеу жұмыстарын ұйымдастыру.

Мысалы, қандай да бір есепті шығару барысындағы сіздің әрекетіңіз:

1.Кітаптан есеп шартын оқисыз – ақпарат аласыз;

2.Есепті шығарасыз- ақпаратты өңдейсіз;

3.Нәтижені оқытушыға жеткізесіз – ақпаратты таратасыз.

Адамзаттың ақпаратты өңдеу процесі – үздіксіз процесс, тіпті ұйықтап жатса да ақпаратты өңдеу тоқтатылмайды.

Қорыта айтқанда, адамзат ақпаратты сақтайды, таратады және өңдейді. Бұл әрекеттер барысында ол қандай да бір әрекеттер жасайды, яғни ол ақпараттық процесстермен жұмыс істейді. Ақпараттық процесстер адамзаттың өзімен немесе әртүрлі құрылғылар мен құралдар көмегімен іске асады (қағаздар, магниттік ленталар, дискілер, калькулятор, компьютер).

Компьютердегі барлық ақпарат тек қана екiлiк санау жүйесінде өңделедi. Екiлiк санау жүйесінің сандарын Бит (Bit) деп айтамыз. 1 Байт (Byte) 8 Биттен тұрады. Ақпараттың негiзгi бiрлiгi Байт болып есептеледi. Байтта тек қана бiр символ сақталады.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт (килобайт) = 1024 байт  1000 байт;

1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт  1 миллион байт;

1 Гбайт (гигабайт)= 1024 Мбайт  1 миллиард байт.

Мысалы, 7 сыныптың информатика оқулығы 240 беттен тұрады, ал әр бетте 38 қатар, әр қатарда 68 символдан бар. Оқулықта ешқандай да сурет жоқ, тек қана мәтіннен тұрады деп есептесек, онда 240*38*68=620 160 символ немесе 620 160 байт, яғни 620 Кбайт ақпараттық мәлімет бар.

Ақпараттың өлшем бірліктері арқылы әрбір ақпараттың бірлік уақытта таратылу жылдамдығын анықтауға болады. Ақпараттың таратылу жылдамдығы бірліктерде былай анықталады: бит/с, байт/с, килобайт/с және т.б. Мысалы, телефон желісі арқылы таратылатын ақпарат жылдамдығы 4 Кбайт/с-ке тең, ал адам баласының мәтін оқу жылдамдығы 38 байт/с, сөйлеу жылдамдығы шамамен 16 байт/с-ке тең.

Санақ жүйелерін түсіндіріңіз. Триада және тетрада әдістерін сипаттаңыз.

Сан, санға қатысты амалдар математиканың ғана емес, информатика пәнінің де негізі болып табылады.

Сандарды арнайы символдар көмегімен бейнелейміз. Сандарды атау және жазу тәсілі санау жүйелері деп аталады.

Санау жүйелері позициялық және позициялық емес деген екі топтан тұрады. Позициялық емес санау жүйесінде сан цифрының тұрған орнының ешқандай мағынасы жоқ. Мысалы, Римдік санау жүйесіне қатысты ХХХ санында Х цифры кез-келген позицияда 10 (он) деген мағынаны береді.

Позициялық емес санау жүйесінде арифметикалық амалдарды орындау күрделі болғандықтан барлық есептеулер позициялық санау жүйесінде іске асады.

Позициялық санау жүйесінде цифрдың мағынасына оның тұрған жерінің ролі зор. Санның цифрына бөлінген позиция - дәреже деп аталады.

Мысалы: 425 жазуы – сандардың 4 жүздік, 2 ондық, 5 бірлік дәрежеден тұратынын білдіреді.

Осы цифрларды басқа тәртіпте жазайық, мысалы, 524 – онда бұл сан 5-жүздік, 2-ондық, 4-бірліктен тұрады.

Позициялық санау жүйесінің негізі болып жүйедегі пайдаланылатын цифр сандары табылады.

Дербес компьютер негізінен екілік, сегіздік, ондық және оналтылық санау жүйелерінде жазылған кодтармен жұмыс істейді:

1) екілік санау жүйесі – жүйе негізі болып 2 саны табылады және оның құрамына 0 мен 1 сандары кіреді (0,1);

2) сегіздік санау жүйесі – жүйе негізі болып 8 саны табылады және оның құрамына 0-мен 7 аралығындағы сандар кіреді (0,1,2,3,4,5,6,7);

3) ондық санау жүйесі – жүйе негізі болып 10 саны табылады және оның құрамына 0-мен 9 аралығындағы сандар кіреді (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9);

4)оналтылық санау жүйесі – жүйе негізі болып 16 саны табылады және оның құрамына 0-мен 9 аралығындағы сандар мен бірге латын алфавитінің бастапқы алты әрпі кіреді (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A-10, B-11, C-12, D-13, E-14, F-15).

Позициялық санау жүйесінде барлық сандар үшін негіз болатын сан цифр позициясына байланысты дәреже көрсеткішіне келтіріледі, сол санға көбейтіледі және басқа сандармен қосындыға келтіріледі. Бірлік дәрежедегі негіздің дәреже көрсеткіші 0-ге, ондық дәрежедегі негіздің дәреже көрсеткіші – 1-ге, жүздік дәрежедегі негіздің дәреже көрсеткіші – 2 және т.с.с.

Егер сан бөлшек түрінде берілген болса, бұл санды да негізгі байланысты қосынды түрінде жазуға болады. Бөлшек бөліміндегі сандардың дәреже көрсеткіші кері таңбамен беріледі және бөлшек бөліміндегі ең үлкен сан дәреже көрсеткіші - -1-ге, келесісі - -2-ге т.с.с. болады.