Информатиканың іргелі негіздері

Информатикакның ғылым болып қалыптасуы және адам іс-әрекетінің барлық салаларында компьютердің (ЭЕМ-ның) қолданылуы XX ғасырдың елуінші жылдарына тұстас келеді. Бұл аталым француздың Informatique, яғни Informacion (ақпарат) және Automatique (автоматика) деген сөздерінен шыққан. Көптеген батыс Европа және АҚШ елдерінде басқа аталым – Computer Science (компьютерлік ғылым) қолданылады.

Информатиканың көзі болып екі ғылым саласын санайды – документалистика және кибернетика. Документалистика XIX ғасырдың аяғында өндірістік қарым-қатынастардың қарқынды дамуына байланысты қалыптасты, оның негізгі пәні – құжаттар айналымының (ақпараттардың) тиімділігін арттырудың құралдары мен әдістерін зерттеу. Бұл информатиканың алғытарихын анықтайды, ол ауыз сөздің, жазудың, кітап басудың, радио, телефон, кино, фотография сияқты ғылым жетістіктерінің, соңында магниттік ақпарат тасушылардың даму кезеңдерімен сипатталады.

Екінші дүниежүзілік сөғыстан кейін әртүрлі жүйелердегі (жасанды, биологиялық, әлеуметтік және т.б.) автоматты басқару және байланыстардың жалпы заңдылықтарын зерттейтін жаңа ғылым – кибернетика екпінді дами бастады. Оның негізін 1948 жылы жарияланған американ ғалымы Норберт Винердің математикалық логикадан еңбектері қалады, ал бұл аталым гректің kyberneticos – басқару өнерлілігі сөзінен шыққан.

Алғашқы ЭЕМ-ң құрылуы мен шығуы информатиканың ғылым ретінде даму тарихына жол ашты, мұндай байламның бірнеше себебі бар. Біріншіден, «Информатика» термині есептеу техникасының дамуымен тығыз байланысты, және алғашында есептеулер туралы ғылым ретінде түсінілді. Екіншіден, информатиканың жеке ғылым болып бөлініп шығуына есептеу техникасындағы өңделетін және сақталатын ақпараттардың ортақ көрсетім пішімдері сияқты маңызды қасиеті әсер етті. Барлық ақпараттар түріне тәуелсіз бір жүйеде, яғни екілік пішімде сақталатыны және өңделетіні есептеу техникасының информатиканың ғылым болып қалыптасуында белсенді рөл атқаруына себепші болды.

Қазіргі заманда информатика кешенді ғылыми – техникалық ғылым. Информатика деген аталымға есептеу техникасын құру және жасау мәселелерін, оны пайдалану заңдылықтарын, ғылыми ақпараттың құрылымы мен қасиеттерін, оны алу, өңдеу, жеткізу және адам өмірінің барлық салаларында қолдану заңдылықтарын зерттейтін пәндер кіреді. Олар – есептеу техникасы мен жүйелерінің архитектурасы, аппараттық және программалық жасақтамалар, алгоритмдеу және программалау, жасанды интеллект, есептеу тораптары мен желілері және т.с.с.

Информатиканың дамуында есептеу техникасы маңызды роль атқарады. Информатиканың CC ғасырдың ортасында ғылыми бағыт ретінде  пайда болуы ақпаратты сақтауға және түрлендіруге бағытталған ЭЕМ-дің шығуымен тығыз байланысты. ЭЕМ пайда болуы, олардың өте тез дамуымен адам өміріне кеңінен ене бастауы жаңа “есептеу техникасы” деп аталатын ғылыми — техникалық бағыттың қалыптасуына әкелді. Есептеу техникасының түрлеріне:

- электрондық есептеуіш машиналар (ЭЕМ-дер );

- есептеу жүйелері;

- есептеу желілері

жатады. Есептеу техникасы мамандары есептеу машиналарының жаңа құрылымдарын және жұмыс істеу принциптерін құрастырады, олардың элементарлық базасының сапасын жақсартады және түрлендіреді, компьютерлік желілер құрады және т.б. Мұндай мамандардың қызметі информатика және программалаумен тығыз байланысты.

Есептеу техникасы мен оның мамандары үшін теоретикалық информатиканың негізгі есептері ірге болып табылады, ол программалық жабдық құрушы программалаушыларсыз ешқандай ЭЕМ жұмыс істемейді. Сондықтан қолданбалы информатика бөлімінде есептеу құралдарын зерттеу маңызды мәселе болып табылады.

ЭЕМ ұғымына дәл анықтама беру күрделі сұрақ, себебі:

-  электрондық ұғымы алғашқы элементтік базасы “электрондық” шамнан шыққан, ал қазір онда оларды “микроэлектрондық” деп атау керек;

-  “есептеу” ұғымы алғашқы машиналардың басым көпшілігі шынымен де есептеу амалдарын орындауға негізделгендіктен болар, алайда қазіргі ЭЕМ есептеу  үрдістеріне барлығы 10-15% қана уақыт жұмсайды, басым көпшілік операциялар мәліметтерді тасымалдау, салыстыру, енгізу — шығару, т.с.с. болып табылады.

Сондықтан ЭЕМ-ді анықтауды оның функционалдық қызмет тұрғысынан қарастырумен байланыстырған жөн, яғни пайдаланушыға қажеттілігі тұрғысынан:

- ЭЕМ құрамына кіретін минималдық құрылғылар жиынтығын, яғни оның минималдық құрамын (негізгі бөліктерін) анықтау;

- ЭЕМ әртүрлі құрылымдық бөліктерінің жұмыс істеу принциптерін және олардың арасындағы байланыстардың құрылысын анықтау;

“Архитектура” ұғымы негізінен қала құрылысында қолданады. Кез келген қала күрделі құрылым болғандықтан, белгілі бір тәртіппен орналасқан аудандар, алаңдар, көшелер, үйлер т.с.с. тұрады. Тұрғындарды көбінесе әрбір үйдің сыртқы көрінісі және қандай шикізаттан жасалғаны аз қызықтырады, оларға үйдің қай ауданда, көшеде орналасқаны, қандай транспорт түрімен және неғұрлым қысқа жолмен жетуге болатыны қажет.

Ақпарат материяның жалпы семантикалық қасиеті ретінде.

Ақпарат символдық белгілеу пішінінде сақталады, беріледі, өңделеді. Әртүрлі белгілеу жүйесінің көмегімен, бір ақпаратты әртүрлі қалыпта, пішінде ұсынуға болады.Белгі – ол бірінен бірінің айырмашылығы бар, қандайда бір шектелген 1 жиынның элементі.Белгінің табиғаты кез келген – ым, сурет, әріп, светофорсигналы т.б. болуы мүмкін. Демек, белгінің табиғаты, мәліметті тасушының және мәліметтегі ақпараттың ұсыным пішінімен анықталады. Тіл деп – ақпаратты символдық жүйеде ұсынуды айтады. Кез келген тілдің өзінің символдық жүйесі, алфавиті болады. Ақпарат әртүрлі тілдердің көмегімен таратылады.Алфавит – тәртібі анықталған цифрлардың немесе символдардың шектелген жиыны.Мысалы 0,1…9 араб цифрларының көмегімен екілік жүйеден ондық жүйеге дейін кез келген бүтін санды жазуға болады. Егер осы алфавитке «+», «–» және «.» немесе «,» белгілерін қоссақ, онда кез келген оң және теріс нақ сандарды жаза аламыз.Тілдер табиғи және формалды деп бөлінеді.Формалды тілдің мысалдары: музыка тілі (ноталық сауат), математика тілі (цифрлар және математикалық белгілер) ж. б. Мәліметті берген кезде сигналдың параметрі өзгереді. Сигналдың параметрінің әртүрлі мәндерінің минималды саны екіге тең болатыны айқын. Сигналдың әр мәніне екі түрлі белгі берсек, онда оны екілік алфавиті дейді.