ПӘнінің ОҚыту-әдістемелік кешен
жүктеу/скачать 2,43 Mb.
|
Геометриялық модель — графикалық пішіндер мен көлемді конструкциялар. Ауызша модель — иллюстрацияны пайдаланып, ауызша және жазбаша сипаттаулар. Математикалық модель — объект немесе процестің әр түрлі параметрлерінің байланысын көрсететін математикалық формулалар. Құрылымдық модельдер — схема, графиктер мен кестелер т. б. Логикалық модель — ой қорытындысы мен шарттарды талдау негізге алынған іс-әрекеттерді таңдаудың әр түрлі нұсқалары көрсетілген модельдер. Арнайы модельдер — ноталар, химиялық формулалар. Әр түрлі модельдерді тарату үшін әр түрлі аспаптар қолданылады. Модельдерді сипаттау үшін көптеген формалды тілдер бар. Материалдық модель кұру үшін суретші қылқаламы, фотоаппарат, ара, балға, сызғыш т.б. құралдар жеткілікті. Егер модель абстракты түрде бейнеленсе, оларды сипаттауға мүмкіндік беретін арнайы тіл, сызба, график, алгоритм, математикалық формулалар т.б. таңбалық жүйелер колданылады. Ал оларды тарату екі түрлі құрал арқылы іске асырылады. Бірі — кәдімгі аспаптар, ал екіншісі — кәдімгі компьютер болып табылады. Тарату тәсіліне қарай модельдер компьютерлік және компьютерлік емес болып бөлінеді Компьютерлік модель деп программалық орта көмегімен іске асатын модельдерді айтады. Компьютердің ақпаратпен жұмыс істейтіні белгілі. Қазіргі кезде компьютерлер дыбыстың, бейне, анимация, мәтін, схема, кесте т.б. ақпараттармен жұмыс істей алады. Осы ақпараттарды өңдеу, тарату, кабылдау үшін компьютердің техникалық және программалық жасауы болуы тиіс. Техникалық және программалық жасауы компьютерлік модельдеудің құралдары болып табылады. Мысалы, дыбыстық ақпараттармен жұмыс істеу үшін міндетті түрде дыбыстық карта және арнайы программалық жасауы болуы қажет. Композитор арнайы музыкалық редактормен жұмыс істей отырып, ноталық мәтінді теріп, оны басуға шығарып, өңдеу жасай алады т.б. Сондай-ақ сазгер әр түрлі аспапқа арнап жазған нотаның дыбыстық моделін жекелей немесе ансамбльде тыңдай алады. Компьютерлік модельдің цифрлық дыбысы шын мәніндегі аспаптардың тембрінен еш айырмашылығы жоқ деуге болады. Компьютер әншінің дауысын әуеннің дыбыстық моделімен сәйкестендіре алады, сондай-ақ әр түрлі биіктік пен тембрдегі (тенор, бас т.б.) дауыстарды модельдеу мүмкіндігі бар. Берілген ырғақ, екіпінге, музыкалық стильге т.б. сәйкес композиция құруға мүмкіндік беретін арнайы программалар бар. Геометриялық. фигураларды графикалық редактордың көмегімен модельдеу мүмкіндігі бар. Графикалық редактордың көмегімен жазықты, көлемді, фигураларды модельдеуге болады. Қазіргі кезде әр түрлі компьютерлік таңбалық модельдерді құруға мүмкіндік беретін мәтіндік редактор, формула редакторы, электрондық кесте, дерек базасын басқару жүйелері, программалау орталары т.б. бар. Модельдеудің негізгі кезеңдері Модельдеудің негізгі кезеңдері есептің қойылу шарты мен мақсатына қарай анықталады. Модельдеудің жалпы кезендерін 9.4-суретте көрсетілген схемамен көрсетуге болады. Бірақ модельдеу шығармашылық процесс болғандықтан, бұл кезеңдердің кейбір блоктары болмауы немесе жақсартылуы, ал бірқатары толықтырылуы мүмкін. 1-кезең. Есептің қойылымы. Жалпы алғанда есеп дегеніміз — шешілуге тиісті мәселе болып табылады. Есептің койылымында берілген бастапқы мәліметтерімен қатар мақсатын анықтау және объектіні немесе процесті таңдау анық көрсетілуі кажет. 
4-сурет. Модельдеу кезеңдері Есептің қойылуы. Есеп (мәселе) табиғи тілде жазылады, сондықтан ол түсінікті болуы тиіс. Ең бастысы модельдеу объектісін анықтап, нәтижеде не болу керектігін түсіну кажет. Модельдеудің нәтижесі мөселені түсіну дәрежесіне байланысты. Модельдеу мақсаты. Модель құрудың мақсаты — қоршаған ортаны тану деп айтуға болады. Модельдеудің тағы бір мақсаты — берілген қасиеттеріне қарай объекті жасау болып табылады. Модельдеудің бұдан өзге тағы бір мақсаты — объектіні немесе процесті басқару тиімділігі болып табылады.
Бастапқы объект — бір-бірімен байланысқан бірнеше ұсақ құрама бөліктердің жинағы болып табылады. Таңдау дегеніміз — элементар объектілер деп аталатын объектіні құрайтын бөліктерін анықтау мақсатында оны кішкене бөліктерге бөлу. Талдау нәтижесінде қарапайым объектілердің жиынтығы шығады. Бұл объектілер бір-бірімен тең дәрежелі немесе өзара бағынышты байланыста болуы мүмкін. 2-кезең. Модель құру. Ақпараттық модель. Бұл кезеңде элементар объектілердің қасиеттері, күйі және басқа да ерекшеліктері кез келген пішінде, яғни ауызша түрде, схема немесе кесте арқылы да анықталады. Бастапқы объектіні құрайтын элементар объектілер жөнінде толық мағлұмат, яғни ақпараттық модель жасалады. Модель объектінің қасиеттерін, белгілерін, күйін толық көрсететіндей болуы қажет. Объектіні зерттеу үшін адам сол объект жөнінде ақпарат жинайды. Ақпараттың аса көп болуы міндетті емес, қолданылатын мақсатка сай болса, жеткілікті. Кейбір объектілерге белгілі бір қасиеттер тән болғандықтан ол көзге анық көрініп тұрады. Модель кұру кезінде объектіні зерттеу мақсатына зерттеу құралдары мен адамның білім дәрежесіне қарай әр түрлі ақпарат жинақталады. Объектінің қасиеттерін сипаттау үшін әр түрлі схемаларды, таңбалық жүйелерді қолдануға болады. Ақпараттық модельде объектінің параметрлері мен оның құраушылары сандық. мәтіндік және басқа түрде беріледі. Ал зерттеу барысындағы іс-әрекеттер ақпаратты өндеу процесі түрінде көрсетіледі. Ақпараттық модель адам өмірінде маңызды орын алады. Мектепте окытылатын пәндер де кұбылыстарды танып-білу мақсатында ақпараттық модель түрінде беріледі. Ақпараттық модель еш уакытта объектіні толық сипаттай алмайды. Бір объект үшін әр түрлі ақпараттық модель құруға болады.
Жаңа конструкторлық жұмыс, техникалық шешімдерді өндірісте пайдалану және жаңа идеяларды тексеру үшін эксперимент жасау кажет. Лабораториялық және табиғи эксперименттер көп уақыт пен материалдық шығынды кажет етеді. Есептеу техникасының дамуына байланысты зерттеудің жаңа әдісі компьютерлік тәжірибеге жол ашылды. Тәжірибелік үлгі мен сынақ үшін көптеген жағдайда модельдерді компьютерлік зерттеулерде қолдануға болады. Компьютерлік тәжірибе жүргізу мынадай екі кезеңнен тұрады: модельдеу жоспарын құру және модельдеу технологиясы. Модельдеу жоспары модельмен жасалатын жұмыстың ретін анық көрсетуі қажет. Көп жағдайда жоспар компьютерлік модельді зерттеуші орындауға тиісті іс-әрекеттердің нөмірленген тізбегімен беріледі. Мұнда қолданылатын программалық ортаны анық көрсету қажет емес. Жоспардын бірінші бөлімі тест құру, одан кейін модельді тестілеу болып табылады. Тестілеу дегеніміз - модельдің дұрыстығын тексеру. Тест дегеніміз - алдын ала нәтижелері белгілі болатын бастапқы мәліметтердің жинағы. Модельдеуден алынған нәтиженің дұрыстығына сенімді болу үшін құрылған тест бойынша модельге алдын ала компьютерлік тәжірибе жүргізу керек. Бұл кезде мынадай мәселелерді ескеру қажет: біріншіден, тест компьютерлік модельдін атқаратын қызметіне кұрылған алгоритмді тексеруге бағытталуы тиіс. Тест оның мағыналық. мазмұнын сипаттамайды. Бірақ тестілеу процесі кезінде алынған нәтиже, адамды есеп койылымының мағыналық мазмұны ашылған бастапқы ақпараттық немесе таңбалық модельге өзгеріс енгізуге жетелеуі мүмкін. екіншіден, тестіде бастапқы дерек нақты жағдайды мүлдем көрсетпеуі мүмкін. Бұл кез келген қарапайым сан және символдар жинағы болуы мүмкін. Мұнда нақты деректердің нұсқасына байланысты күтілетін нәтижені алдын ала білу маңызды. Мысалы, күрделі математикалық қатынастар арқылы көрсетілген модельді тестіден өткізу кажет болсын. Ол үшін бірнеше, бастапқы деректерді таңдап алып, алдын ала жауабын есептейміз де, күтілетін нөтиже белгілі болады. Одан кейін осы бастапқы деректер арқылы компьютерлік тәжірибе жүргіземіз де, алынған нәтижені күтілетін нәтижемен салыстырамыз. Бұл екеуі бірдей болуы тиіс. Егер бірдей болмаса себебін іздеп, қатені түзетеміз. Тестілеуден кейін модельдің дұрыстығына көз жеткізіп, модельдеу технологиясына көшеміз. Модельдеу технологиясы дегеніміз — пайдаланушы адамның компьютерлік модельмен орындайтын мақсатты іс-әрекеттерінің жинағы. 4-кезең. Модельдеу нәтижесін талдау Модельдеудің соңғы мақсаты — шешім кабылдау болын табылады. Модельдеу нәтижесін талдау шешуші кезең болады. Себебі бұдан кейін модельдеуді жалғастыру немесе тоқтату керек. Модельдеу нәтижесі үнемі мақсатқа сай келе бермейді. Кейбір жағдайда модельдеуді кайта бастауға тура келетін кездер де болады. Алдыңғы кезеңдерде қате жіберілгендіктен нәтиже мақсатқа сай келмеуі мүмкін. Қате ақпараттық модель толық жасалмағандықтан, модельдеу ортасы немесе әдісі дұрыс таңдалмағандықтан т.б. болуы мүмкін. Егер қате жіберілсе, модельдеуді қайта қарап, алдыңғы кезеңге кайта оралу қажет. Бұл процесс модельдеу мақсатына сай болғанға дейін қайталана береді. Жіберілген қатені табудың өзі нөтиже болып табылады. Бекіту сұрақтары Модель дегеніміз не? Модельдің өмірдегі нақты объектіден немесе процестен қандай айырмашылығы бар? Модельдеу дегеніміз не? Модельге мысал келтіріңдер. Бір объектіге бірнеше модель кұруға бола ма? Ол неге байланысты болады? Модельдеудің прототипі не болуы мүмкін? Әр түрлі объект, кұбылыс, процестерді модельдеуге мысал келтіріңдер. Материалдық модель дегеніміз не? Ақпараттық модель дегеніміз не? Вербальдік модель дегеніміз не? Таңбалық модель дегеніміз не? Көрсету әдістеріне қарай модель қандай топтарға жіктеледі? Компьютерде модельдеу үшін не кажет? Компьютерлік модельге мысал келтіріндер. Модельдеудің бастапқы және соңғы бөлімдеріне сипаттама беріңдер. Есеп қойылымының қандай түрлері бар? Бірдеңгейлі өзара байланысқан объектілерге мысал келтіріңдер. Бағынышты түрде байланысқан объектілерге мысал келтіріңдер. Компьютерлік модельдеудің құралдарын атаңдар. Компьютерлік модель дегеніміз не? Компьютерлік тәжірибе деп нені айтады? Модельді тестілеу дегеніміз не? Практикалық жұмыс №1 (1 сағ) Тақырыбы: Информатика құрылымы. Ақпарат құрылымы Мақсаты: Информатиканың мақсаты мен міндеттерін қарастыру, құрылымымен танысу. Ақпарат туралы түсінікті бекіту, ақпарат өшем бірліктерімен танысу Қолданылатын материалдар мен құрал- жабдықтар: Информатикадан оқулық Теориялық түсініктеме: Информатика - ЭЕМ арқылы информацияны жинау, сақтау, түрлендіру, жеткізу және оны пайдалану заңдылықтары мен тәсілдерін зерттейтін жаңа ғылыми пән. Информатиканы оқытудың маңыздылығы бұл ғылымның тек ЭЕМдерді пайдалану мүмкіндіктері мен олардың жұмыс істеу принциптерін түсіндіріп қана қоймай, қоғамдық өмірде және адамдар арасында информацияны кеңінен тарату заңдары мен тәсілдері туралы түсініктер береді. 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 күрделеніп барады. Информатиканың негізгі объектісі, яғни оның шикізаты мен беретін өнімі информация болып саналады. Сондықтан "информация" үғымы информатика мен ЭЕМ-де жұмыс істеудің ең түбегейлі атауларының бірі болып есептеледі. Біз бәріміз бала кезімізден бастап ақпарат алмасу процесіне қатысамыз. Кітап, газет және журнал оқығанда, радио тыңдап, теледидар көргенде, мұғаліммен, ата-аналармен, достарымызбен әңгімелескенде әртүрлі ақпарат аламыз. Адамдардың үйде, мектепте, жұмыста және көшеде бір-бірімен сөйлесуі де ақпарат түрлерінің: сөздердің, ойлардың, хабарлардың, мәліметтердің алмасуына мысал бола алады. Адамдардың араласуы мен бірге жүруі - жұмыс істеу, оқу және ойнау – ақпарат алмасуынсыз жүзеге аса алмайды. Берілген ақпараттар 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 мағлұмат пен хабар алмасу ғана емес, адамзаттың ізгі қазыныларын үрпақтан ұрпаққа жеткізу мүмкіндігін берді. "Информация" термині латынның түсіндіру, баяндау, білу деген үғымынан туындаған ағылшынның information сөзінен шыққан. Ақпаратты біз ауызша немесе жазбаша түрде, қимыл не қозғалыс түрінде бере аламыз. Кез келген керекті ақпаратты мағынасын түсініп, оны басқаларға жеткізіп, соның негізінде белгілі бір ой түйеміз. Ақпараттығ түпкі заттық мазмүны оның негізгі қасиеттерін - дәлдігі мен толықтығын, бағалылығы мен қажеттілігін, анықтылығы мен түсініктілігін ашуға көмектеседі. Ақпарат істің ақиқаттық жағдайын толық ашатын болса, оның дәл болғаны. Дәлдігі жоқ ақпарат оны түсінбеушілікке және соған байланысты теріс шешім қабылдауға әкеліп соқтыруы мүмкін. Егер ақпарат оны түсінуге және белгілі бір шешім қабылдауға жеткілікті болса, онда оның толық болғаны. Ақпаратның толық болмауы ол жөнінде белгілі бір тұжырымға келуге кедергісін тигізіп, қателікке үрындыруы мүмкін. Ақпараттың бағалылығы, оны пайдалана отырып, қандай мәселелер шеше алатынымызға байланысты болады. Өзекті (дер кезінде берілген) ақпаратты жүмыс шарттары өзгерген жағдайда өте керек болады. Егер бағалы, әрі өзекті ақпаратты түсініксіз сөздермен жазылса, оның пайдаға аспайтыны өзінен-ақ белгілі. Егер ақпаратты пайдаланушылар тілінде жазса, ол тусінікті болады. Ақпаратты түрлері: мәтін, сурет, фотобейне, дыбыстық сигналдар, электр сигналдары, магниттік жазба және т. б.
Төмендегі тақырыптар бойынша семинарлық сұрақтарға жауап жазыңыз: Информатиканың даму тарихы Қазіргі заманғы информатиканың құрылымы Информатиканың әлеуметтік аспектілері Үздіксіз және дискретті ақпарат Философия және ақпарат Ақпараттың құрылымы Ақпараттың ықтималдылығы Тапсырманы орындауға әдістемелік нұсқаулар: Семинар сұрақтарына жауаптарды ұсынылатын әдібиеттерді пайдаланып жазыңыз Ұсынылатын әдебиеттер: [1-9]/[1,2,3] Бекіту сұрақтары: Информатикаға берілетін қандай анықтамаларды білесіз? «Информатика» термині қалай пайда болды? Информатиканың мақсаты мен міндеттерін атаңыз? Ғылым жүйесінде информатиканың алатын орыны? Компьютерлік сауаттылық деген не? Ақпарат дегеніміз не? Ақпараттың қасиеттерін атаңыз Ақпарттың қандай түрлерін білесіз? Ақпаратты ұсыну тәсілдерін атаңыз? Ақпартты өлшеу тәсілдерін атаңыз? Практикалық жұмыс №2 (2 сағ) Тақырыбы: Санау жүйесі Мақсаты: Информатиканың арифметикалық негізімен танысу, сандарды бір санау жүйесінен екіншісіне ауыстыру Қолданылатын материалдар мен құрал- жабдықтар: Теориялық түсініктеме: Сандарды атау және жазу ережелері меен әдістерінің жинағын санау жүйесі деп атайды. Санау жүйелері екі топқа бөлінеді: позициялық және позициялық емес. Санның цифрына бөлінетін позицияны разряд деп атайды. Екі санның әрбір разрядын бит деп атайды. Ондық санау жүйесінің цифрлары: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Оналтылық санау жүйесінің цифрлары: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F Екілік санау жүйесінің цифрлары: 0,1 Сегіздік санау жүйесінің цифрлары: 0,1,2,3,4,5,6,7 Санды екілік жүйеден ондық жүйеге ауыстырғанда екілік санды коэффициент – цифрлармен екінің дәрежелерінің көбейтінділерінің қосындысы түрінде жазып, осы қосындыны табу керек. Санды сегіздік санау жүйесінен ондық санау жүйесіне ауыстырғанда сегіздік санды коэффициент – цифрлармен сегіздің дәрежелерінің көбейтінділерінің қосындысы түрінде жазып, осы қосындыны табу керек. Санды оналтылық санау жүйесінен ондық санау жүйесіне ауыстырғанда оналтылық санды коэффициент – цифрлармен оналтының дәрежелерінің көбейтінділерінің қосындысы түрінде жазып, осы қосындыны табу керек. Латын әріптерімен берілген сандарға оның ондық жүйедегі мәнін қоямыз. Санды бүтін ондық санды екілік жүйесіне ауыстырғанда, осы санда екіге бөлу керек. Алынған бөліндіні қайтадан екіге бөліп және т.с.с алынған бөлінді екіден кіші болғанша бөле беру керек. Нәтижесінде соңғы бөлінде мен соңғысынан бастап барлық қалдықтарды бір жолға жазу керек. Дәл осы сияқты ондықтан сегіздікке, оналтылыққа ауыстырғанда да осы ережені сақтаймыз, екінің орнына сегізге жіне оналтыға бөлеміз. Ондық бөлшектерді екілік санау жүйесіне ауыстыру үшін бөлекті екіге көбейту керек. Көбейтіндінің бүтін бөлігін екілік бөлшектің үтірден кейінгі бірінші цифры ретінде алып, бөлшек бөлігін қайтадан 2-ге көбейту керек. Енді бұл көбейтіндінің бүтін бөлігін екілік бөлшектің келесі цифры ретінде алып, бөлшек бөлігін тағы 2-ге көбейту керек. Сандарды екілік жүйеден сегіздік санау жүйесіне ауыстыру:
Осы кесте арқылы ауыстырамыз. Екілік сандарды соңынан бастап үштіктерге бөлемізде, кестеге қарап сегіздік жүйедегі мәнін қоямыз. Мысалы: 1101111011 екілік саны 1 101 111 011 деп жазып әрбір топты кестедегі мәнмен ауыстырамыз, сонда 1573 санына тең болады. Сандарды екілік жүйеден оналтылық санау жүйесіне ауыстыру:
Осы кесте арқылы ауыстырамыз. Екілік сандарды соңынан бастап төрттен топтаймыз да, кестеге қарап оналтылық жүйедегі мәнін қоямыз. Мысалы: 1101111011 екілік саны 11 0111 1011 деп жазып әрбір топты кестедегі мәнмен ауыстырамыз, сонда 37В санына тең болады. Арифметикалық амалдар Қосу: 0+0=0
1+0=1 0+1=1
1+1=10 бір көрші разрядқа тасымалданады. Азайту: 0-0=0
1-0=1 0-1=1 көрші разрядтан бірін қарызға аламыз. 1-1=0
0*0=0
1*0=0 0*1=0
1*1=1 Бөлу ондық жүйедегі сатылап бөлу сияқты орындалады. Тапсырма: Берілген сандарды ондық санау жүйесінен екілік санау жүйесіне аударыңыз а) 464(10); б) 380,1875(10); в) 115,94(10) Берілген сандарды ондық жүйеге аударыңыз а) 1000001(2) б) 1000011111,0101(2) в) 1216,04(8) г) 29A,5(16) Сандарды қосыңыз а) 10000000100(2) + 111000010(2) Алу амалын орындаңыз а) 1100000011,011(2) – 101010111,1(2) Көбейтуді орындаңыз а) 100111(2) 1000111(2) Тапсырманы орындауға әдістемелік нұсқаулар: 1 тапсырма
а) 464(10)=111010000(2); б) 380,1875(10) = 101111100,0011(2); в) 115,94(10) 1110011,11110(2) жүктеу/скачать 2,43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|