ПӘнін оқыту-әдістемелік кешен

Семей

1. 
   Глоссарий
   

2. 
   ДӘРІСТЕР
   

• 
  Информатика ғылым және техниканың бірлестігі.
  
• 
  Қазіргі информатика құрылымы.
  
• 
  Ғылым жүйесіндегі информатиканың орны.
  
• 
  Ақпарат, оның түрлері мен қасиеттері. Ақпараттың бейнеленуінің әртүрлі деңгейлері.
  
• 
  Мәліметтерді тасушылар. Мәліметтермен операциялар.
  

Біз бәріміз бала кезімізден бастап информация алмасу процесіне қатысамыз. Кітап, газет және журнал оқығанда, радио тыңдап, теледидар көргенде, мұғаліммен, ата-аналармен, достарымызбен әңгімелескенде әртүрлі информация аламыз. Адамдардың үйде, мектепте, жұмыста және көшеде бір-бірімен сөйлесуі де информация түрлерінің: сөздердің, ойлардың, хабарлардың, мәліметтердің алмасуына мысал бола алады. Адамдардың араласуы мен бірге жүруі - жұмыс істеу, оқу және ойнау - информация алмасуынсыз жүзеге аса алмайды. Берілген информациялар өзімізге, заттарымызға қатысты айтылып, айнала ортамызда болып жатқан оқиғалармен тығыз байланыста болады.

Информацияны жазу мүмкіндігі пайда болғаннан бастап, информация алмасу тек ауызба-ауыз айтумен немесе әртүрлі қимылдармен ғана емес, оқу-жазу арқылы да беріле бастады. Оқи білу жәнз ойын жазып жеткізе білу - адамзаттың сауаттылығының белгісі бола бастады. Ойды жазып қалдыру тек мағлұматпен хабар алмасу ғана емес, адамзаттың ізгі қазыныларын ұрпақтан ұрпаққа жеткізу мүмкіндігін берді. XV ғасырда мәліметті қағазға басып шығару станогының пайда болуы кітап шығару ісін жолға қойып, адамзаттың алтын ойларын тікелей көпшілікке жеткізуге мүмкіндік жасады. Кітаптарды, оқулықтарды көптеп басып шығару, көпшілік кітапханаларының ашылуы адамзатты жалпы сауаттылыққа жетелеп, мәдениеттің жаңа даму кезеңін бастады деуге болады.

ХІХ-ХХ ғасырлардағы телеграфтың, телефонның, радионың шығуы информацияны кез келган қашықтыққа жарық сәулесінің тарау жылдамдығымен жеткізуге мүмкіндік берді. Ал теледидардың шығуы үйде отырып-ақ, дүниеде не болып жатқанын біліп, кино, спектакльдерді көріп, оқып үйрену бағдарламаларын толық жүзеге асыра алатын күйге жеткізді. Мөліметтерді іздеу мен өңдеудің бүрын болмаған жаңа мүмкіндіктерін XX ғасырдың ортасында шыққан электрондық есептеу машиналары (ЭЕМ, шет елдерде олар компьютер деп аталады) берді. ЭЕМ-дер әуелде есеп-қисап жұмыстарын автоматтандыру үшін шығарылған еді. Кейіннен олардағы мәліметтерді магниттік таспаларға жазып, қағазга басып, ЭЕМ экранына шығару қасиеттері бар екені анықталды. Оларды дамыта отырып, архив жасау ісінде, мәтіндерді теріп түзетуде, сызу мен графикалық жұмыстарда, өндірісті автоматтандыруда және де басқа адамның көптеген қызмет салаларында қолдана бастадық

Біз өзімізге қажет информацияны оқулық пен кітаптардан, газет-журналдардан, теледидар хабарлары мен кинофильмдерден алып, керектілерін дәптерге конспект түрінде жазып аламыз. Өндірістегі информация жиыны сызулар мен мәтіндер түрінде, анықтамалар мен есеп беру, кестелер түрінде кездеседі.Осындай информацияларды ЭЕМ арқылы да алуға болады. Информация кез келген түрде бізге белгілі бір мағлүматтар береді. Ол біздің айналамызда не болғаны немесе не болып жатқаны туралы деректер бере алады, мысалы: кеше не істедік, ертең не істейміз, мектеп бітіру кешінде қандай көйлек киеміз немесе қайда жүмыс істейміз деген сүрақтарға жауап Бере алады. Бірақ информация әрқашан белгілі бір түрде - әңгіме, сурет, мақала 1F101Dжәне т.б.

Қазіргі кезде жаңа ЭЕМ-дер күнбе-күн пайда болып, олардың даму процесі үздіксіз ғылыми-техникалық процеске айналып отыр. Сонымен қатар информацияны өңдеу, жинау және беру тәсілдері де күннен күнге дамып келеді. Осы себептерге байланысты информатика жиі өзгеріске үшырайтын ғылыми пән болып саналады да, оны оқып-үйрену күннен күнге күрделіленіп барады.

Ақпарат термині латынның баяндау, түсіндіру ұғымдарын білдіретін «information» сөзінен шыққан. Ең алғаш ғылыми термин ретінде ақпарат 1930 ж. Журналистика саласында пайда болған. Бұл кезде ақпарат ретінде әртүрлі мәліметтер, хабарламалар түсінілді. Кейін техникалық ғылымның дамуына байланысты ақпаратқа әртүрлі анықтамалар берілді. Ақпараттың математикалық теориясының негізін салушы Клод Шеннон – америкалық ғалым болды. 1948 жылы оның берген анықтамасы бойынша кез-келген хабарлама ақпарат бола алмайды. Соның ішінде орын алған анықталмағандықты жоя алатын хабарлама ғана ақпарат болады. Шеннон теориясы бойынша ақпаратты тасушы ретінде сигналдар қабылданған. Әрбір сигналға оның пайда болу ықтималдылығы сәйкес келеді. Сигналдың пайда болу ықтималдылығы неғұрлым аз болса, соншалықты ауқымды ақпаратты жеткізеді. Жай сөзбен айтқанда жаңалық неғұрлым аз болса, соғұрлым ауқымды болады.

Үздіксіз сигналдарға амплитудасы бойынша әр уақыт моментінде өзгеріссіз қалатын сигналдар жатады. Уақыт моменттерінің шектеулі санында тек шектеулі мәндер қабылдайтын сигналдар дискретті деп аталады. Қандайда бір шаманың оның жеке міндерінің тізбегі түрінде бейнелеу процесін дискреттеу деп атайды.

Электрлік түрде берілген сигналдардың көп артықшылықтары бар:

1. 
   Жылдамдығы шектеулі, қозғалмалы механикалық құрылғыларды талап етпейді.
   
2. 
   Электрлік сигналдарды ең жоғары жылдамдықпен беруге болады (жарық жылдамдығы).
   
3. 
   Жылдамдығы жоғары электрондық құрылғылардың көмегімен электрлік сигналдарды өңдеу, салыстыру, түрлендіру, жеңу мүмкіндіктері бар.
   

Сигналдарды беру уақытында олардың ақпараттық сипаты өзгеруі мүмкін: үзіліссіз сигнал дискреттіге немесе керісінше ауысуы мүмкін. Ақпарат аналогтық түрден цифрлық түрге немесе керісінше арнайы құрылғылардың көмегімен ауысады. Мысалы: модем, дыбыстық карта, видеокарта, т.б. жатады.

Қоғамдағы ақпараттың көлемінің үздіксіз ұлғаюына байланысты қазіргі заманның адамына ақпаратты меңгеру талабы қойылады. Адам ақпарат ұғымының ең аз дегенде 3 құрамдас бөлігін бөліп қарастырады:

Мағынасы (семантика);

Кескіні (синтаксис);

Бағасы (прагматика);

1. 
   Объективтілігі: Егер ақпарат біреудің түсінігіне тәуелсіз болса, онда объективті ақпарат болады.
   
2. 
   Дәлдігі: Егер ақпарат істің ақиқаттық жағдайын толық ашатын болса, онда дәл ақпарат болады.
   
3. 
   Толықтығы: Егер ақпарат оны түсінуге және белгілі бір шешім қабылдауға жеткілікті болса, онда ақпарат толық болады.
   
4. 
   Өзектілігі: Егер ақпарат дәл қазіргі уақытта маңызды боса, онда ақпарат өзекті (актуальная) болады.
   
5. 
   Пайдалылығы: Егер ақпараттың көмегімен шешілетін мәселе оның маңыздылығымен байланысты болса, онда ақпарат пайдалы болады.
   
6. 
   Түсініктілігі: Егер ақпарат пайдаланушыға түсінікті болса, онда ақпарат түсінікті болады.
   

1. 
   Информатика ұғымының анықтамасы. Информатика нені оқытады?
   
2. 
   Информатика неге күнбе-күн дамып отыратын ғылым?
   
3. 
   Информация дегеніміз нз?
   
4. 
   Информацияның қандай түрлерін білесіздер?
   
5. 
   Информациялық технология деген не және оның жаңа информациялық технологиялардан айырмашылығы неде?
   
6. 
   Информациялық процестер дегее не?
   
7. 
   Дербес компьютер деп қандай ЭЕМ-дерді айтады?
   
8. 
   Ақпарат терминіне анықтама бер?
   
9. 
   Сигнал деген не?
   
10. 
    Электрлік түрде берілген сигналдардың артықшылықтары.
    
11. 
    Ақпараттың қасиеттері.
    
12. 
    Ақпараттың үздіксіз және дискеретті формасы.
    
13. 
    Ақпараттың өлшем бірліктерін ата.
    

Мысалы, "Қар — ақ", "2 • 2 = 4" деген ақиқат, ал "Тау тегіс", "2 • 2 = 5" деген — жалған пікірлер. Әдетте, біз бақылайтын фактілер ақиқат ретінде қабылданады. Жалған пайымдаулар, көбінесе, пайымдаулар мен ұйғарымдардағы қателерден немесе сондай болса екен деген тілегімізді шындық ретінде көрсетуге тырысудан пайда болады.

Жалпы пікірлер объектілер немесе құбылыстар тобының қасиеттерін сипаттайды, мысалы, "Егер жаңбыр жауған болса, онда көше су болып жатыр", "Кез келген квадрат параллелограмм болып табылады" және т.с.с.

Жалпы пікір объектілердің қандай да бір бөлігі үшін ақиқат, ал басқа объектілер үшін жалған болуы мүмкін. Мысалы, "Иттер мысықтарды жақсы көрмейді" пікірі иттердің көпшілігі үшін рас, бірақ барлығы үшін емес "х-у>0" пікірі х=1 және у=1 үшін акиқат және сонымен катар у кез келген болғанда, х = 0 үшін жалған.

Егер пікір айтылған ой объектілерінің кез келгені үшін рас болсап, онда жалпы пікір тепе-тең ақиқат деп аталады. Мысалы, "Иттің төрт аяғы бар" пікірі кез келген ит үшін рас.

Тепе-тең ақиқат пікірлер заттардың заңды байланыстарын көрсеткенде ерекше пайдалы. Мысалы, "a + b = b + а" пайымдауы кез келген нақты сандар үшін орынды және ол "Қосылғыштардың орындарын ауыстырғаннан қосынды өзгермейді" деген арифметиканың заңын көрсетеді.

Күрделі жағдайларда сұрактардың жауабы ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ЕМЕС логикалық жалғаулыктарын пайдаланып, құрамды пікірлер арқылы беріледі. Мысалы, "Бұл оқушы ақылды және зерек" пікірі қарапайым "Бұл окушы ақылды" және "Бұл оқушы зерек" деген пікірлерден тұратын құрамды пікір болып табылады.

Логикалық жалғаулықтардың көмегімен басқа пікірлерден құрастырылған пікірлерді құрамды деп атайды. Құрамды емес пікірлерді қарапайым немесе элементпар деп атайды.

Логикалық жалғаулықтар математикада күрделі айтылымдарды сипаттайтын логикалық операциялар болып табылады.

Логикалық айтылымдармен жұмыс істеу үшін оларға ат қояды. "Айдар жазда теңізге барады" айтылымы А арқылы белгіленсін, ал В арқылы — "Айдар жазда тауға барады" айтылымы белгіленсін. Сонда "Айдар жазда теңізге де, тауға да барады" құрамды айтылымын А және В түрінде қысқаша жазуға болады. Мұндағы "және" — логикалық жалғаулық, А, В — логикалық айнымалылар, олар тек екі мәнде болады: "ақиқат" немесе "жалған", сәйкесінше олар "0" не "1" арқылы белгіленеді.

Негізгі логикальщ операцияларды карастырайық.

А	В	А және В
Иә	Иә	Иә
Иә	Жоқ	Жоқ
Жоқ	Иә	Жоқ
Жоқ	жоқ	Жоқ

• 
  Пікірдің екеуі де акиқат болғанда, А жөне В конъюнкциясы
  ақиқат.
  
• 
  А немесе В пікірлерінің бірі немесе екеуі де жалған болса, онда
  А және В конъюнкциясы жалған болады.
  

Біріктіруші мағынада қолданылатын НЕМЕСЕ жалғаулығының көмегімен қарапайым А және В айтылымдарының бір кұрамдасқа бірігуі логикалың қосу немесе дизъюнкция (латынша disjunctio — бөлу), ал операцияның нәтижесі — логикалык қосынды деп аталады.

А	В	А және В
Иә	Иә	Иә
Иә	Жоқ	Иә
Жоқ	Иә	Иә
жоқ	жоқ	Жоқ

• 
  А немесе В пікірлерінің ең болмағанда біреуі акиқат болғанда, А немесе В дизъюнкциясы ақиқат.
  
• 
  А және В пікірлерінің екеуі де жалған болғанда, А және В
  дизъюнкциясы жалған.
  

А	А емес
Иә	Жоқ
Жоқ	Иә

Мысалы, "Бүгін күн ыстық" айтылымы үшін "Бүгін күн ыстық емес" айтылымы терістеу болады.

• 
  Бастапқы пікір жалған болғанда, терістеу- ақиқат.
  
• 
  Бастапқы пікір ақиқат болғанда, терістеу- жалған.
  

1. 
   Пікір дегеніміз не? Мысал келтіріңіз.
   
2. 
   Қандай пікірлер жалпы деп аталады? Жалпы жөне жеке пікірлерге мысал келтіріңдер.
   
3. 
   Әдеттегі және математикалық пікірлердегі жалғаулардың рөлі қандай?
   
4. 
   ЖӘНЕ жалғаулығымен мысал келтір.
   
5. 
   НЕМЕСЕ жалғаулығымен бөлуші рөлде, біріктіруші рөлде мысал келтіріңіз.
   
6. 
   Пайымдауларды теріске шығаруға мысалдар келтіріңіз.
   
7. 
   Логикалық көбейту дегеніміз не? Мысал
   
8. 
   Дизъюнкция дегеніміз не? Мысал
   
9. 
   Логикалық терістеу деп нені айтады? Мысал.
   

• 
  Компьютер архитектурасының тарихы және оған шолу.
  
• 
  Компьютердің логикалық элементтері: логикалық вентилдер, триггерлер, санауыштар, регистрлер.
  
• 
  Мәліметтің комьютер жадында бейнеленуі: биттер, байттар, сөздер; сандық мәліметтің бейнеленуі және сандық жүйелер; таңбалы бейнелеу және қосымша кодпен бейнелеу; биттермен негізгі операциялар; сандық емес мәліметтердің бейнеленуі.
  
• 
  Машинаны ұйымдастыру: Фон-Нейман принципі, басқару құрылғылары, команда жүйелері мен типтері.
  
• 
  Енгізу-шығару және тоқтау.
  
• 
  Компьютер жадысының ұйымдастырылуы.
  
• 
  Жады иеархиясы. Негізгі жадтың ұйымдастырылуы және операциялар.
  
• 
  Виртуалды жады.
  
• 
  Енгізу-шығару құрылғылары.
  
• 
  Қазіргі ақпараттарды қамтамасыз етуге шолу.
  

Енгізу құрылғылары

Бағдарламалық құралдар — әр түрлі мақсаттарға арналған бағдарламалар жиынтығы. Компьютердің бағдарламалық құралдарын бағдарламалық жасақтама деп те атайды.

• 
  жүйелік деп аталатын, компьютердің барлық құрылғылары мен мәліметтерді өңдеуді жасақтау қорларының жұмыстарын басқаратын;
  
• 
  қолданбалы деп аталатын, мәліметтерді өңдеуге арналған;
  
• 
  бағдарламалық жүйелер деп аталатын, басқа бағдарламаларды өңдеу қызметін атқаратын бағдарламалардан тұрады.
  

Көріп отырғанымыздай дербес компьютердің процессоры мен жедел жадынан басқалары оның сыртқы құрылғылары болып табылады. Олар: монитор, пернетақта, принтер, маус, модем т.б. Әрбір сыртқы құрылғы компьютердің процессорымен арнайы блоктар - адаптер немесе контроллер арқылы жалғасады. Мысалы, монитор процессор мен дисплей контроллері, ал принтер порттар контроллері арқылы т.с.с, жалғасады.

Контроллер немесе адаптердің міндеті - процессордан келіп түскен ақпаратты құрылғылардың жұмысын басқаратын сәйкес сигналдарға айналдыру.

Процессор басқа құрылғылармен көптеген сымдардан тұратын кабель арқылы жалғастырылады, оны кеңарна (магистраль) немесе шина деп атайды (шина атауы көп пайдаланылады).

Қазіргі компьютерлер алуан түрлі. Бірақ олардың құрылымы кез-келген компьютерде келесі негізгі құрылғыларды анықтайтын жалпы логикалық принциптерге негізделген:

• 
  нөмірленген ұяшықтардан тұратын жады: (жедел есте сақтау құрылғысы (ОЗУ));
  
• 
  өзіне басқару құрылғысы (УУ) мен арифметикалық-логикалық құрылғыны (АЛУ) қамтитын процессор;
  
• 
  енгізу-шығару құрылғысы;
  

Жады функциялары:

• 
  Басқа құрылғылардан ақпарат қабылдау;
  
• 
  Ақпаратты есте сақтау.
  
• 
  Машинаның басқа құрылғыларының сұранысы бойынша информацияны беру;
  

• 
  Компьютердің құрылғыларының жұмысын программалық басқару.
  

Әдетте бұл екі құрылғы таза шартты түрде ғана бөлінеді, ал құрылымдық жағынан олар ажыратылмайды.

Процессор құрамында регистр деп аталатын жадының арнайы қосымша ұяшықтары бар. Регистрлер қысқа мерзімге команда немесе сан сақтайтын функция атқарады. Регистр ішіндегі мәліметтермен арнайы электрондық схемалар кейбір манипуляцияларды жүргізе алады. Мысалы кейбір командалардың бөлігін ары қарай қолдану үшін қиып алу немесе сандармен белгілі арифметикалық амалдар жасау. Регистрдің негізгі элементі – триггер деп аталатын электрондық схема. Ол бір екілік санды сақтай алады (разряд).

Регистр – ортақ басқару жүйесінің белгілі әдісімен бір-бірімен байланыстырылған триггерлердің жиынтығы. Регистрлардың орындалатын операциялары бойынша айырмашылығы бар бірнеше түрлері болады. Кейбір маңызды регистрлардың өздерінің атаулары бар, мысалы:

• 
  Сумматор – әрбір операцияны орындауға қатысатын АЛУ регистры;
  
• 
  Команда есептегіш (счетчик комманд) – кезектегі орындалатын команда адресі сақталатын УУ регистрі, жадының тізбекті ұяшығынан программаларды автоматты теруге арналған;
  
• 
  Команда регистрі – команданы орындауға қажет уақыт периодында команда кодын сақтауға арналған УУ регистрі. Оның разрядтарының кей бөлігі операция кодын сақтауға арналған, ал қалғаны операнд адрестерінің кодын сақтауға арналған.