Информатика пәнінің даму тарихы

ХХ ғасырдың ортасында  информацияны өңдеуді автоматтандыру ісінің қажеттілігі электрондық  техника мен технологияның қарқынды дамуына себепші болды.

Электроника табыстары нәтижесінде  жасалған техникалық аспаптар электрондық  есептеуіш машиналар (ЭЕМ) деп атала бастады. 

1946 жылы алғаш пайда  болған ЭЕМ-дер электрондық шамдар  негізінде жұмыс істейтін, үлкен  залдарда орналасқан, көлемді электрондық  жабдықтар болатын. Бірақ 1948 жылдың  өзінде-ақ элекрондық шамдар шағын  электрондық аспаптармен- тразисторлармен алмастырылып, компьютерлердің бұрынғы жұмыс өнімділігі сақталғаны-мен, көлемі жүз есеге дейін төмендеді.

70 жылдар соңында интегралдық  схемалардан немесе чиптерден  жасалған мини - ЭЕМ-дер шыға бастады. Осындай микропрессорлардың (біріктірілген интегралдық схемадан – БИС элементерінен тұратын) шығуы дербес компьютерлер заманы басталғанының алғашқы белгісі болды.

Алғашқы есептеу жұмыстарын автоматтандыруға арналған ЭЕМ–дер күннен күнге артып келе жатқан информация ағынымен жұмыс істеуге ыңғайлы құрал болып шықты.

Бастапқы кезеңде ЭЕМ-дерде  тек арнайы үйретілген адамдар ғана жұмыс істеді, бірақ онша дайындығы  жоқ адамдардың компьютерді пайдалану  мұқтаждығы маман еместерге арналған машина жасау қажеттігін тудырды.

70 жылдардың басында «тұрмыстық»  ( үйдегі ) компьютерлер деп аталған микрокомпьютерлер шықты. Олардың мүмкіндіктері шектеулі болатын, тек ойнау үшін және шағын мәтіндер теру үшін ғана пайдаланылды. 70 жылдар ортасында тұрмыстық компьютерлердің етек алғаны сондай, оларды сусын шығаратын фирмалар да (Соса СоІа) жасай бастады.

Дегенмен, микрокомпьютерлер  дамуындағы ең елеулі оқиға болып 1981 жылы ІВМ фирмасы жасаған, кейіннен «дербес компьютер» деп аталған шағын компьютердің шығуы болды.

Сол уақыттан бастап осы атау шағын компьютерлер тобының жалпы аты есебінде тұрақталып қалды.

Компьютерлік жүйелер

ІВМ фирмасының анықтамасы бойынша компьютерлік (есептеу) жүйелер  төрт негізгі құрамнан тұрады:

1) шығарылатын есепті, орындалатын  жұмысты мәселе ретінде қойып, соның нәтижесін алатын адам;

2) аппараттық жасақтама  (Наrdware);

3) мәліметтер файлы;

4) компьютердің программалық  жасақтамасы (Software).

Компьютерлік жүйелер  ұғымын немесе мәліметтерді өңдеу жүйелерін  осы төрт комбинацияны – машиналарды, мәліметтерді, программаларды және адамды – біріктіре қарастыру кезінде қолданады.

Компьютерлік жүйелерді пайдалану

Жұмыс өнімділігі. Басқа құралдар мен машиналарды қолданғандағы сияқты, компьютерді пайдаланудың ең алғашқы себебі жұмыс өнімділігін арттыру болып саналады.

Егер компьютерде есеп-қисап жасау, мәліметтерді өңдеу немесе құжаттарды қағазға басып алу істеріне пайдаланса-ңыз, сіз бір сағатта көптеген істерді тындырасыз. Мысалы, машинкада мәтін басатын шебер адам бір минутта 60-тан 80 сөзге дейін немесе 6-8 жолға дейін мәтін басатын болса, орташа мүмкіндікті компьютер минутына 1200 жол баса алады. Демек, бір компьютер 150-200 адамды алмастыра алады деген сөз.

Мәліметтерді өңдеу жылдамдығы. Компьютерді пайдаланудағы екінші себеп мәліметтерді үлкен жылдам-дықпен өңдеу болып саналады. Дайындығы мол маман адам минутына 250 сөз оқып шыға алатын болса, компьютер 1000 000 сөз оқи алады екен. Мысалы, Чикаго қаласының телефон анықтамалығы 788 000 адамдар атауынан, ал адрестер мен телефон нөмірлерін қоссақ, 32 000 000 жол информациядан тұрады екен. Минутына 250 сөз оқитын адам осы анықтамалықты оқып шығу үшін 250 сағат уақыт жібереді. Ал, орта мүмкіндікті компьютер оны 30 секундқа жетпейтін уақытта оқып шыға алады. Сол себепті телефон станцияларында, анықтамалық іздеу қызметтерінде ЭЕМ кеңінен қолданылады.

Дәлдік пен ұқыптылық. Компьютерлік жүйелерді пайдаланудағы үшінші себеп – олардың дәлдігі мен ұқыптылығында жатыр. Егер біз компьютерге нақты мәліметтер беріп, оларды өңдеудің дұрыс жолдарын көрсетсек, ол әрқашанда қатесіз нәтижелер береді. Кейде компьютер қате нәтиже берді деп айтады. Мұндайда компьютердің қателеспейтінін, қатенің себебі мәліметтердің оған дұрыс берілмегендігінен немесе осы мақсатқа арналған мәліметтерді өңдеу алгоритмнің қате болғаны екенін ашып айту қажет.

Аппараттық жабдықтар

Біз үлкен ЭЕМ-ді немесе дербес компьютерді алсақ та, олар бір-біріне ұқсас принципте жұмыс істейтін мынадай құрамнан тұрады:

1. Орталық процессор;

2. Енгізу құрылғысы;

3. Есте сақтау құрылғысы;

4. Шығару құрылғысы.

Орталық процессор барлық, есептеу және информация өңдеу істерін  орындайды. Бір интегралдық схемадан тұратын процессор микропроцессор деп аталады. Күрделі машиналарда процессор бір-бірімен өзара байланысты бірнеше интегралдық схемалар жиынынан тұрады.

Енгізу құрылғысы информацияны компьютерге енгізу қызметін атқарады.

Есте сақтау құрылғысы  программаларды, мәліметтер-ді және жұмыс  нәтижелерін компьютер жадына сақтауға арналған.

Шығару құрылғысы компьютердің жұмыс нәтижесін адамдарға жеткізу үшін қолданылады. 

Дербес компьютер

Дербес компьютер –  пайдаланушының жұмыс орнында не үйінде жұмыс құралы ретінде пайдаланатын шағын электронды есептеуіш машиналар. Дербес компьютерлер пайдалануға ыңғайлы, қарапайым, жұмысының сенімділігі жоғары, арзан болып келеді әрі оларда қолданылатын бағдарламалық жабдықтар тез игеріледі. Сондықтан олардың қызметтің алуан түрлі саласында кеңінен қолданылу мүмкіндігі бар. «Дербес компьютерлер» термині, көбінесе АҚШ-тағы ІВМ (International Buziness Machines) фирмасы жасап шығарған компьютерлерге қатысты айтылады. Дербес компьютерлер мынадай негізгі бөліктен тұрады: 1 – шұғыл жұмыс істейтін және бір жақты жады бар процессор (жүйелік блок), 2 – дисплей, 3 – пернетақта (клавиатура), 4 – курсорды жылжытқыш құрал (тышқан тәрізді қолтетік), 5 – динамиктер (дыбыс зорайтқыш), 6 – жазу құрылғысы (принтер). Оқуға арналған дербес компьютерлер құрылғылары мен бағдарламалық құралдары білім алуға, үйренуге бағытталған. Мамандандырылған дербес компьютерлер қызметкерлердің жұмыс орны ретінде пайдаланып, жергілікті есептеу желілерінде және қашықтан мәлімет өңдеуге қолданылады. Олар әртүрлі деректерді жазылған әуендермен дыбыстарды, мәтіндерді, жылжымалы бейнелерді, суреттермен сызбаларды өңдей алады. Интернет желісімен байланысып, деректерді электрондық пошта арқылы тасымалдай алады. Шағын дербес компью-терлер – көлікпен, қолмен алып жүруге ыңғайлы, мөлшері 300х200 мм, массасы 3кг шамасында, ішкі қоректену батареясы бар, перне-тақтасы шағын дисплейлі компьютер-лер тобы. Олардың мүмкіндіктері үстелге қойылатын кәдімгі дербес компьютерлермен бірдей болады. Кеңседе пайдалануға арналған дербес компьютерлер – үстелге орналастырылатын компьютерлер тобы. Олар кеңсе жұмысын автоматтандыруға бағытталған және мәтін теруге, түзетуге және қағаз басып алуға, сондай-ақ деректер базасын жүргізіп, іс-қағаздарын даярлауға өте ыңғайлы. 

3.  Есептеуіш техниканың даму тарихы ең алғашқы пайда болған есептеу құралы есепшот болып табылады. Кейбір деректерге сүйенсек,есепшоттың жасы 2000-5000 жылдар шамасында, ал пайда болған жері ертедегі Қытай немесе ертедегі Египет, тіпті ежелгі Греция болуы да мүмкін. Бұл санау құралын гректер мен Батыс-Еуропалықтар «абак» деп, қытайлықтар «суан-пан», жапондықтар «серобян» деп атаған. Бұл құралмен есептеулер оның шұңғыл тақтада орналасқан тастарын жылжыту арқылы жүргізілген. Тастар піл сүйегінен, түрлі түсті шынылардан, қоладан жасалды. Осындай есепшоттар қайта өркендеу дәуіріне дейін пайдаланылып келді. Оның жетілдірілген түрі осы күнге дейін қолданылып келеді. XVII ғасырдың басында шотландиялық математик Джон Непер логарифм түсінігін енгізді және логарифм кестесін жариялады. Ал 1761 жылы ағылшын Д.Робертсон жүгіртпесі бар навигациялық есептеулер жүргізуге арналған логарифм сызғышын жасады. Мұндай құрал жасау идеясын 1660 жылдары Исаак Ньютон ұсынған болатын. Соңғы кезге дейін логарифм сызғыштары инженерлердің бірден-бір есептеуіш құралы болып келді, бірақ өткен ғасырдың екінші жартысында пайда болған электронды калькуляторлар оларды қолданудан ығыстырды. 1642 жылы француз математигі Блез Паскаль он тоғыз жасында дүние жүзінде бірінші рет қосу машинасы деген атпен белгілі, жетектер мен дөңгелектерден тұратын механикалық есептеу машинасын құрастырды. Паскальдың машинасында көпорынды сандарды қосу мүмкін болды.   

1694 жылы атақты неміс математигі Лейбниц Паскальдың идеясын дамытып, өзінің механикалық есептеу машинасын – арифмометрді құрастырды. Дөңгелектің орнына мұнда цифрлар жазылған цилиндр қолданылды. Бұл құрал күрделі қосу мен алу есептеулерін жүргізумен қатар, сандарды бөлу, көбейту, тіпті квадрат түбірін табу амалдарын да орындайтын болды. Кейін арифмометр бірнеше рет жетілдірілді Бұл бағытта орыс өнертапқыштары П.Л.Чебышев пен В.Т.Однер көп еңбек етті. Арифмометр қазіргі қолданыста жүрген калькуляторлардың негізін салды. Арифмометр мен қарапайым калькулятор есептеу жұмыстарын механикаландыру құралдарының қызметін атқарады, бұларда есептеуде адамның өзі әрекеттер тізбегін анықтап басқарады. Есептеуіш техникалардың қарқындап дамуы XIX ғасырдан басталды. Есептеуіш техниканың дамуындағы келесі қадам алдын ала жасалған программа бойынша адамның қатысуынсыз есептеулерді орындайтын құрылғылар жасау болды. Алғашқы программалық басқарылатын есептеу машинасын құрастыру идеясын 1821 жылы ағылшын математигі Чарльз Беббидж өзінің аналитикалық машинасында ұсынған болатын. Беббидждің аналитикалық машинасы – ақпаратты өңдеп қана қоймай, оны жадында сақтап, адамның тікелей араласуынсыз алдын-ала жазылған программамен жұмыс істейтін алғашқы әмбебап құрылғы болатын. Бұл машинада қазіргі компьютерлерде бар барлық негізгі құраушылар: бастапқы сандар мен аралық нәтижелерді сақтауға арналған жад, жадтан алынған сандармен амалдар орындайтын арифметикалық құрылғы, берілген программа бойынша есептеу барысын қадағалап отыратын басқару құрылғысы, деректерді енгізу мен оларды басып шығару құрылғылары болды. Басқару программасы перфокарта деп аталған қатырма қағаздардағы тесіктердің көмегімен кодталды. Бэббидждің идеясы өз уақытынан озық еді. Оның машинасы өте күрделі құрылғы болғандықтан, ол кездегі техникалық мүмкіндік мұны жүзеге асыра алмады. Беббидждің машинасы 1860 жылдары ғана құрастырылып іске қосылған болатын. Осы машинаға қажетті программаны 1846 жылы ағылшынның әйгілі ақыны Джордж Байронның қызы Ада Лавлейс жазды. Сондықтан Ада Лавлейсті алғашқы программалаушы десе де болады. ХХ ғасырда электронды-есептеуіш машиналардың (ЭЕМ) пайда болуына байланысты есептеуіш техника бұрын болмаған жылдамдықпен қарыштап дамып, айналдырған 50 жылдың ішінде күрделі өзгерістерге ұшырады. Сондықтан электронды-есептеуіш машиналардың даму кезеңін белгілі бір кезеңдерге бөлу қалыптасқан. І кезең (1945-1955 жылдар) ХХ ғасырдың бірінші жартысы радиотехниканың қарыштап дамыған кезеңі болатын. Сол кездегі радиоқабылдағыштар электронды-вакуумды шамдармен жұмыс істейтін. Алғашқы электрондық-есептеуіш машиналарды құрастыру үшін осындай электронды-вакуумды шамдар қолданылды. 

Қазақ елінде информатика  пән ретінде 1985-86 жылдардан бері оқытылып келеді. Сол кездегі дара оқулық – А.П.Ершовтың «Информатика және есептеуіш техника негіздері» болған еді.  

  Бүгінде информатика пәні тек компьютермен жұмыс жасауды үйретумен ғана шектелмей, әмбебаптық сипатқа ие бола бастады. Информатика өзінің басты зерттеу нысаны ретінде есептеу теориясы мен жасанды интеллект, алгоритмдер, мәліметтер құрылымы, қолданушы интерфейсі және программалау тілдері мәселелерін қарастырады. Математикалық логика басты мәнге ие. Бірнеше қолданбалы салалары бар. Атап айтқанда, биоинформатика, хемоинформатика, экономикалық информатика, геоинформатика, бизнес-информатика.

«Информатика» оқу пәні ретінде  Қазақстан Республикасы жалпы орта білім берудің базистік оқу жоспарының мемлекеттік компонентін құраушылардың  бірі болып табылады.

Информатика курсы білім  алушыларға осы курсты оқыту  саласындағы  іргелі білімдердің жеткілікті деңгейдегі толық көлемін беруді, оқушылардың  ойлау, танымдық және шығармашылық қабілеттерін дамытуды, ақпараттық қоғам өміріндегі информатиканың ролі туралы түсінігін  қалыптастыру және жалпыадамзаттық  құндылықты дамытуды, табиғатқа ғылыми көзқарасын, адамның дүниетанымдық  көзқарасына алғышарт болып табылатын  әлеуметтік маңызды бағдарларын, түрлі  мәселелерді шешуде алған білімін  шығармашылықпен қолдану дағдыларын қалыптастыруды көздейді.

Мектеп информатикасының мазмұнын дамыту келешегі оқушылардың  ақпараттық сауаттылығы мен мәдениетін қалыптастыру бағытында  информатиканың ғылыми зерттеу объектісінің кеңеюімен  байланысты.

Информатика пәні оқушыларда әлемдік ақпараттық бейнені қалыптастыру мен  компьютерлік техниканы және ақпараттық-коммуникациялық технологияны дамытудың  теориялық негізі болып  табылады. Ақпараттық-коммуникациялық  құралдарының жеделдетіп дамуына байланысты сәйкес қолданбалы программалық құралдар, офистік программалар және т.б. өзгерістерін ескере отырып, құрылады. Олардың көпшілігі  информатиканы жоғарғы сыныптарда оқытудың мазмұнында ерекше мәнге ие. Сонымен бірге бұл мәселелерді  ерте жастан бастап үйрету де қарастырылуда.

Мектептің білім мазмұнында информатиканы  оқытудың жалпы мақсаттарын бөліп алуға болады:

– ақпараттық қоғам жағдайында оқушыларды жан-жақты даярлау;

– ақпараттық қоғам мен технологиялардың мүмкіндігіне  бейімделген оқушыларды ақпараттық мәдениетке тәрбиелеу;

– информатиканың ақпаратты беру, түрлендіру және оны қолдану сияқты  іргелі ұғымдарын  оқушыларға  меңгерту;