Информатика негіздері

Дербес ЭЕМ-дер - жұмыста  және үйде адамның пайдалануына арналған шағын компьютерлер.

Дербес ЭЕМ-дер журналдар, кітаптар және әртүрлі құжаттар дайындауда мәтін теріп, оны түзету үшін кеңінен қолданылады. Мұндай жұмыста компьютерлердің баспа машинкаларынан артықшылығы талас тудырмайды, олар: қателердің азаюы, материалдарды дайындау жылдамдығының өсуі, оларды безендіру сапасының артуы. Басып шығарылуға тиіс әдебиеттің жоғарғы сапасын қамтамасыз ететін лазерлік принтері бар компьютерлер негізінде істейтін шағын баспа жүйелері, одан да ыңғайлы жабдық болып есептеледі.

Сондай-ақ жаңа информациялық технологиялар дегеніміз -ЭЕМ жадында сақталған картотекадағы, каталогтардағы, әртүрлі архивтер мен кітапханалардағы информацияларды жинақтауға, біріктіріп сақтауға, керектілерін жылдам іздеп табуға    болатын    әр    түрлі    мәліметтер    базасы    мен информациялық       жүйелер.  Жаңа    информациялық технологиялардың жан-жақтылығын дұрыс түсіну үшін технология үғымының мәнін ашып алу қажет. Қоғамдық дамудың алғашқы кезеңдерінде "технология" деп белгілі бір бұйымдарды жасау кезіндегі тәсілдер жиынын айтатын еді.

Өндірістің күрделіленуі, оны механикаландыру мен автоматтандыру, технология үғымын машиналар, механизмдер, құрал-саймандар және т.б. өндіруді ұйымдастыру тәсілдері мен оған керекті техникалық жабдықтар жиыны ретінде қабылдауды қалыптастырды.

Есептеу машиналарын басқару құрылғылары ретінде пайдалану мен автоматтандыруға негізделген осы кездегі жаңа өндіріс технологиялары, оны қайта құру істері мен оған кететін жұмыс көлемін әлдеқайда оңайлатып жіберді. Осыған орай қазіргі "технология" ұғымына, аз дегеннің өзінде үш компонент - өндіріске керекті жабдықтар, оны құрастыру тәсілдері мен оны ойдағыдай ұйымдастыру жолдары және оның ішіне мәліметтер базасы мен білім базалары, ЭЕМ-да жобалау жабдықтары және т.б. компьютерлік техникалар кіреді.

Кез-келген ЭЕМ-мен жұмыс істеу оның программаларын оқып үйренуден басталады. Ал әрбір үлкен, орташа, шағын немесе дербес ЭЕМ түрлерінде көптеген программалық жабдықтар бар, сондықтан ЭЕМ-ді үйрену оның программаларымен танысудан басталады.

Енді информатика және информатизациялау түсініктеріне толығырақ тоқталайық.

Информатика  - информация, информациялық үздіксіз жұмыс процесі, жүйелер мен процесстер, модельдер мен моделдеу, алгоритм мен алгоритмдеу, программалар мен алгоритмдерді орындаушылар үшін программалау, компьютерлерге программа жасау, оларды қоғамда, табиғатта және танымдылықта  пайдалану туралы ғылым№

Информатика термині  “информация” және “автоматика” сөздерінен құралған.

Экономикалық информатика  экономикалық жүйелерде және онымен тығыз байланыстағы әлеуметтік-экономикалық сипаттағы жүйелерде пайда болатын инф-лық жүйелер мен процестерді зерттейді.

Информатиканың түбірі кибернетикада жатыр. Кибернетика  ұғымы алғаш рет 19 ғасырдың басында  пайда болды.. Бұл терминді ұсынған  француз физигі Ампер еді. Оның айтуынша басқару  өнерін зерттейтін ғылым болу керек болды. Әлі пайда бола қоймаған ғылымды Ампер гректің кибернетикос , яғни басқаруда шебер деген сөзбен атады.

1948 жылы америка математигі  Норберт Винер “кибернетика”  терминін жаңартып, оны техникалық  жүйелер мен тірі табиғаттағы басқару туралы ғылым ретінде тануды ұсынды.

Қазіргі заманда информациялық  ағымдар күн санап өсуде. Әсіресе  өндірісте, басқарушылықта және ғылымда.  Информацияларды өңдейтін құралдар шығуына байланысты информациялық  ресурстар немесе қорлар ұғымы пайда болды.

Информациялық қор немесе ресурс деп арнайы ЭЕМ-ларында өңделген және ұйымдастырылған,  қоғамды басқаруда, техникада және өндірісте пайдалынатын информацияларды айтады.

Ел көлемінде ИР –  ұлттық ИР деп аталады. Елдің ИР оның ғылыми-техникалық потенциалын, ғылыми потенциалын, экономикалық және стратегиялық қуатын білдіреді. Сондықтан қоғамды информатизациялау ұғымы қазір ең негізгі стратегиялық  мақсат болып отыр.

Қоғамды информатизациялау – ең анық информацияны дер кезінде және толық пайдалануымен қамтамасыз етуге бағытталған шаралар кешенін жаппай енгізу. ҚИ жаңа инф-лық технологиялардың дамуы мен оны игеру дәрежесіне байланысты.

Информатизациялау дегеніміз – қоғамда, танымда,әрбір салада информатика жетістіктерін қолдану процесі.

Информатизациялаудың материалдық негізі – информация ала алатын информациялық, компьютерлік, бейне- аудио коммуникациялық құралдар.

Информатизациялаудың саналық  негізі – ғылыми, әсіресе математикалық, формалдық, информациялық әдістер мен моделдер, білім базалары және т.б.

Информатизациялаудың технологиялық  негізі – жаңа ИТ және интерфейс ұйымдастыру әдістері, информацияларды маңыздылау және т.б.

Информатизациялаудың ұйымдастыру  негізі – информациялық қызмет ету жүйелері мен құрылымдары, қоғамның және оның институттарының инфраструктурасы

 

2-дәріс. Бүгінгі күнгі есептеу техникасының архитектурасы

Компьютерде ақпаратты бейнелеу. Буль алгебрасы және компьютердің логикалық  схемасы. Компьютердің негізгі блоктарын  ұйымдастыру.

 

Экономикалық информация (ЭИ) – экономикалық процесстер (өндіріс, материалдық игіліктерді тұтыну, алмастыру және тарату ) туралы информациялар. Оларды өңдеу үшін қарапайым ғана алгоритмдер қолданылады. Арифметикалық операциялардан гөрі  логикалық операциялардың басымдылығы  (реттеу, түзету, іріктеу), берілген мәліметтердің кесте түрінде берілуі.

Экономикалық информациялар  келесі нышандар бойынша жіктеледі:

• Жүйеге байланысы бойынша  -  кіріс, шығыс, ішкі және сыртқы
• Уақыт нышаны бойынша – перспективті (болжау), ретроспективті (тіркелу), мерзімді хабар, мерзімсіз хабар
• Функционалды нышаны бойынша – мысалы, еңбек ресурстары туралы, қаражаттар туралы, жоспарлау туралы т.б.

Сонымен қатар экономикалық информациялар келесі нышандар бойынша  да жіктеуге болады: шыққан орны бойынша, өңдеу және сақтау процестеріне қатысуына байланысты, басқарушылық функцияларына қатынасы бойынша, бейнелену әдісі және тұрақтылығына байланысты.

Кез-келген экономикалық объектіні басқару үшін оның нақты  және мүмкін болатын жағдайы туралы белгілі мәліметтермен жұмыс  істей білу керек. Нақты бір экономикалық объекті туралы информациялар жиыны информациялық жүйені  (ИЖ) құрайды. Оларға кіріс, шығыс ішкі және сыртқы информациялар жатады.

Информациялық жүйеге түсетін информацияны кіріс информациясы деп атайды. Информациялық жүйелер кіріс информацияларын өңдеу  арқылы жаңа – нәтижелік немесе құрама информацияның пайда болуына сеп болады. Информациялық жүйелерден сыртқа берілетін информацияларды шығыс информациясы деп атайды. Егер мәліметтер ИЖ-ге басқарушылық объектісінен түсетін болса, онда ол информацияны ішкі кіріс информациясы деп атайды Егер ИЖ-ге сырттан, мысалы кәсіпорынға министерстводан немесе басқа ұйымдардан түссе, сыртқы кіріс информациясы деп атайды. Осы сияқты шығыс информациялары да бөлінеді. Ішкі кіріс информацияларын  алғашқы (бастапқы) деп атайды.

Бейнелініп отырған құбылыстарға сәйкестігі критериясы бойынша ЭИ ең анық немесе анық емес болып бөлінеді.

Өңдеу және сақтау процестеріне байланысты ЭИ  бастапқы,  туынды, өңдеусіз сақталатын, нәтижелік, аралық болып бөлінеді.

Басқарудың функцияларын бейнелуіне байланысты ЭИ жоспарлық, болжамалық, нормативтік, конструторлы-технологиялық, есептік, қаржылық информациялар болып бөлінеді.

Тұрақтылық  дәрежесіне байланысты тұрақты (шартты тұрақты) және айнымалы болып бөлінеді

.

Информацияны көрсету түрлері мен формалары

Информацияны әртүрлі  әдістермен жіктеуге болады. Сондықтан  әрбір ғылымда информацияны өзінше жіктейді.

Информатикада информацияны көрсетудің екі формасы бар:

• Аналогтық (үздіксіз)- дененің температурасы, домбырадан шығатын үн, әрине ойнау тоқтатылмаған кезде, автомобиьдің қозғалысы;
• Дискретті (үзік-үзік) – жыл мезгілдері,Морзе азбукасындағы нүкте және тире.

“Пайда болу саласы” нышаны бойынша:

• Элементарлы – жансыз табиғаттың процесстері мен құбылыстарын қамтып көрсетеді;
• Биологиялық –жан-жануар мен өсімдік өмірінің процестерін қамтып көрсетеді;
• Әлеуметтік – адамзат қоғамының процестерін қамтып көрсетеді.

Қабылдап алу  мен беру тәсілдеріне байланысты:

• Көзбен шолу  – символдар және көрінетін бейне арқылы беріледі;
• Есту (аудиальды)  - дыбыс арқылы беріледі;
• Тактильді – сезім арқылы беріледі;
• Органды- иісі мен дәмі арқылы беріледі;
• Машиналы –есептеу машинасының көмегімен қабылданып беріледі.

Адамдар сезім және түйсік органдары арқылы информацияларды  ұғынып, оны аналогты , яғни үздіксіз информация түрінде  қабылдайды, сақтайды және өңдейді. Адамзат құрған көптеген құрылғылар да аналогты информациялармен жұмыс істейді. Мысалы, телевизор, телефон, магнитофон және т.б.

Цифрлық құрылғыларға  дискретті яғни цифрлі түрде берілген информациялармен жұмыс істейтін дербес компьютерлер  жатады.

Информация  қасиеттері

• Пайдалылығы  (нақты бір информациялық жүйеге байланысты);
• Толықтығы –информация оны түсінуге және белгілі бір шешім қабылдауға жеткілікті болса (- өткен дәуір туралы толық информация алу- тарихшының арманы, бірақ тарихи информация ешқашан да толық бола алмайды және онық толықтығы тарихи дәуір бізден алыстаған сайын азая береді )
• Анықтығы – толықтығы азайған сайын ол да кемиді.
• Жаңалығы – уақыт өте бере информация ескіреді, мысалы газеттегі информация тез ескіреді ғой.
• Бағалылығы- ең бағалы информация – пайдалы, толық, анық және жаңа информация.

 

Информация  көлемі қалай өлшенеді?

Адам информацияны оның кейбір қасиеттерінің (маңыздылығы, сенімділігі, өз уақытында болуы, ыңғайлылығ және т.б.) жинағы арқылы субъективті түрде қабылдауға қалыптасқан. Бұл жағдайда информация  көзінен берілетін бір ғана хабар бірнеше дәрежеде беріледі. Информацияны аз немесе көп ретінде өлшеуге болады. Бірақ барлық информацияны объективті өлшеу саны болмайды.

М.Әуезовтың “Абай” романында, Ә.Қастеевтың суреттерінде немесе адамның  генетикалық кодында  қанша мөлшерде информация бар? Әрине, бұл сұрақтарға ғылым жақын уақытта жауап  бере алмасы анық. Шынында –да информация көлемін өлшеу мүмкін бе?

Информация теориясының маңызды нәтижелерінің бірі - келесі тұжырым:

Қандай-да бір шарттарда  информацияның сапалы артықшылықтарын  елемей, оны сандар арқылы білдіруге  болады, сонымен қатар мәліметтердің  әртүрлі  топтардағы информацияларының  мөлшерін салыстыруға болады.

Хабар информация көзінен информация алушыға берілу үшін информация тасымалдаушы тасымалдайтын хабарды сигнал деп атайды. Жалпы алғанда сигнал уақыт бойынша өзгеретін физикалық шама. Бұндай процестің әр түрлі сипаттамалары болады. Хабар көрінісі үшін пайдалынатын сипатамасын сигнал параметрі деп атайды.

Сигнал параметрі уақыт бойынша  информация мәндерінің соңғы санын  қабылдаса онда ол дискретті (үзілісті) сигнал деп аталады. Ал осылай тасымалданатын хабар дискретті хабар. Егер информация көзі үзіліссіз мәлімет берсе, бұл үзіліссіз функция көрісінде болуы мүмкін. Үзіліссіз хабар [а,в] кесіндісінде берілетін үзіліссіз функция көрінісінде болуы мүмкін. Үзіліссіз хабарды  үзілісті етуге болады. Бұл процедура дискретизация деп аталады. Бұл үшін функциялардың шексіз мәндер жиынына басқа мәндерді жуық түрде сипаттай алатын сан анықталып алынады.

Компьютер цифрлық машина, сондықтан оның ішкі информациялары дискретті болса, дискретті хабар енеді. Ал үзіліссіз болса, онда хабарды алдын-ала үзіліссіз етіп алу керек.

Информация мөлшерін есептеу үшін “логарифм” және “ықтималдылық” математикалық ұғымдары пайдаланылады.

1928 жылы Американ инженері  Р.Хартли  таңдап алынған хабарлар ішіндегі  инормациялар мөлшерін екілік  логарифм арқылы есептеуді ұсынды.

Хартли формуласы:    I = log₂N

мұндағы І –информация мөлшері, N- ықтималдылығы бірдей хабарлар саны.

1948 жылы тағы да  бір Американ ғалымы Клод Шеннон  хабарлар жиынында бірдей емес  ықтималдылық болатынын ескере  отырып, информация санын өлшеуге   жуық шама енгізді. 

 

Шеннон формуласы:        I = — (р₁lоg₂ р₁ + р₂ log₂ р₂ + ... + p_N log₂ p_N), мұндағы р_i —  N хабар ішінен i-ші хабар бөлініп алынғандығының ықтималдылығын көрсетеді.

 

Егер р₁..., p_N ықтималдылықтар өзара тең болса, онда оның әрқайсысы 1/N-ге  тең және Шеннона формуласы  Хартли формуласына айналады.

Барлық қарастырылған N шамалардың бәрі мүмкін болатын болып есептеледі. Яғни әрбір тәжірибеге жалпы тәжірибе анықталмағандығының 1/N бөлігі сәйкес келеді.. Бұдан бір тәжірибенің ықтималдылығы1/n-ге тең. Осыдан келіп Шеннон формуласы мен Хартли формуласына айналады.