«Информатиканың теориялық негіздері»



жүктеу 2.82 Mb.
бет1/14
Дата30.06.2016
өлшемі2.82 Mb.
түріАнализ
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Семей қаласының шәкәрім атындағы семей мемлекеттік университеті


3 деңгейлі СМЖ құжаты

ПОӘК

ПОӘК 042-39. 1.ХХ/01- 2013

ПОӘК

«Информатиканың теориялық негіздері» пәні бойынша оқу-әдістемелік материалдар



Редакция №____от_____

5В011100 – «Информатика» мамандығына арналған


«Информатиканың теориялық негіздері»

ПӘНІНІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР



Семей

2013


МАЗМҰНЫ


  1. Глоссарий

  2. Дәрістер

  3. Практикалық және зертханалық жұмыстар

  4. Студенттің өздік жұмысы

ГЛОССАРИЙ
Алгоритм (қатаң емес анықтама) – бұл қандай да бір классқа жататын кез келген есептің нәтижесін қамтамасыз ететін, анықталған қарапайым (элементар) әрекеттер тізбегі.

Алгоритм – бұл кез келген ақырлы алфавитте өзгертілген ақпараттың (берілгендердің) өзгеруінің шектеулі ережелер жүйесі (В.М.Глушковтың анықтамасы).

Алгоритм құрылымыдық болып табылады, егер де ол стандартты функционалды блок ретінде көрсетілген болса.

Алфавит – кезектесу реті тағайындалған белгілер жиыны (лексикографикалық рет).

Анализ – жүйенің жеке компонеттерінің ерекшеленуіне және қасиеттері мен байланыстарын қарастыруға негізделген зерттеу әдісі.

Ақпаратты сипаттаудың аналогты формасы – ақпаратқа ие болатын, сигналдармен көрсетілетін және ақпараттық параметрі уақыттың үздіксіз функциясы болып табылатын хабарламаның сипатталуы.

Бит – тәжірибенің екі бірдей мүмкін мәндеріндегі энтропияның өлшем бірлігі.

Кодтық комбинация салмағы – берілген кодтық комбинациядағы нөлдік емес (бірлік) разрядтар саны.

Сыртқы есте сақтау құрылғысы (СЕСҚ) – заттық тасмалдаушыдаға деректерді оқу және сақтаумен байланысты операцияларды орындайтын құрылғылар.

Берілгендер – нақты бір түрде берілген және болашақта қолданылатын қандай да бір жүйені, құбылысты, процессті немесе объектіні сипаттайтын мәлімдемелер.

Декодер – декодтау операцияларын орындауды қамтамасыз ететін құрылғы.

Декодтау – кодтауға кері операция, яғни ақпараттың алынған кодтық реттен алғашқы алфавитті түрінде қайтарылуы.

Дискретті канал – дискретті хабарламаларды беру үшін қолданылатын байланыс каналы.

Дискретті құрылғылар – бұл ішкі күйлері, кіру және шығу сигналдары, сонымен қатар кіру сигналдарының берілген уақыт моменттері дискретті болатын және де ішкі күйлері өзгеріп, шығу сигналдары берілетін құрылғылар.

Ақпаратты ұсынудың дискретті формасы – белгілердің (алфавиттің) ақырлы санымен берілген ақпаратқа ие болатын хабарламаның сипатталуы.

Құжат – белгілі бір программаның орындалу нәтижесінде құрылған өнім.

Логикалық жазу – мағыналы соңы бар қарапайым мәліметтердің атауланған жиыны.

Физикалық жазу – тасыушының бекітілген физикалық принциптеріне сәйкес берілгендердің орналасуына ие болатын және логикалық жазуды құрайтын тасушының беткі элементі.

Кездейсоқ рұқсаты бар есте сақтау құрылғысы – бұл берілгендердің сақталған ұяшықтарына рұқсат алу арқылы жүзеге асырылған құрылғылар.

Белгілер – бір бірінен маңызы жағынан ажыратылатын, дискретті сигналдарды сипаттауға қолданылатын ақырлы жиынның қандай да бір элементі.

Салыстырмалы кодтың артықшылығы – хабарламаның дұрыс (толық) жіберілуі үшін ұзындығын неше рет өсіру керектігін көрсететін сипаттама.

Информатика – ақпараттың, процесстердің, әдістердің және олардың өңделуінің (жинақтау, сақтау, өзгерту, алмастыру, беру) жалпы қасиеттерін зерттейтін бекітілген табиғи ғылым (А.П.Ершов және Б.Н.Наумов анықтамасы).

Ақпарат (статистикалық анықтама) – бір мағыналы берілгені бар қандай да бір дағдының толық анықталмауын төмендетін хабарлама мазмұны; бұған байланысты кему энтропиясы ақпараттың сандық өлшемі болып табылады.

Ақпараттық процесс – бұл ақпараттың мазмұны немесе хабарламаның сипаттамасы уақыт өтуіне байланысты өзгеруі.

Алгоритмді орындаушы – алгоритмнің сипаттамасын дұрыс интерпритациялайтын және ондағы қамтылған әрекеттер тізбегін орындауға бейімделген субъект немесе құрылғы.

Ақпарат бұлағы – ақпаратты тудырушы және оны хабарлама түрінде бейнелейтін объект немесе субъект.

Байланыс каналы – бұл заттық орта, сондай-ақ физикалық немесе бақа да құбылыс, ол арқылы хабарламаның жіберілуі жүзеге асырылады, яғни қандай да бір уақыт аралығында кеңістікте сигналдардың таралуы.

Класс – бір немесе бірнеше бірдей атрибуттарға ие объектілер жиыны; бұл атрибуттар класс қасиеттерінің өрісі деп аталады.

Классификация – бір типті объектілерді ерекшеленген қасиеттеріне сәйкес (белгілеріне, категорияларына, класстарына) тарату.

Кодер – кодтау операциясының орындалуын қамтамасыз ететін құрылғы.

Код – 1) белгілердің сәйкестігін бір алфавиттік белгімен немесе оларды басқа алфавиттің сәйкестігімен сипаттайтын ереже. 2) бірлік алфавиттегі белгілерді немесе олардың сәйкестігін екінші алфавиттік белгілер арқылы қолдану.

Кодтау – бастапқы алфавит негізінде ұсынылған ақпаратты кодтар тізіміне ақпаратты ауыстыру.

Ақырлы автомат – жүйесі, мұндағы Х және Ү арқылы шығу және кіру алфавиттері болып табылады, Q – ішкі күйді ақырлы жиыны, (х,q) – ауысу функциясы және Q(x,q) – шығу функциясы.

Байланыс желісі – бастаудан қабылдаушыға ақпаратты жіберуі жүзеге асатын байланыс каналы мен байланыс құрылғыларының жиынтығы.

Массив – бір мәндә мәліметтердің реттелген сызықтық жиыны.

Ақпаратты материалды тасушы – ақпаратты тасуға немесе ұсынуға арналған материалды объект немесе құрылғы.

Машиналық сөз – 1) компьютер жадысында және құрылғыларында бір бүтін ретінде өңделетін екілік элементтердің жиынтығы. 2) компьютер жадысының бір ұяшығында орналасатын берілгендер.

Модельдеу – есептің берілгенін құрудың немесе жүргізуге арналған тура бейнеленуді қамтамасыз ететін протатиптің қарапайым нұсқасы.

Имитациялық модельдеу –протатиптің ерекшеліктерін анықтау мақсатында жүргізілетін тәжірибеде, зерттелетін протатип өзінің ұқсатқышымен алмасуна негізделіп зерттелетін әдіс.

Модель – берілген есептің протатипінің заттық қасиеттерін көрсететін құраушы бөліктердің (элементтердің) бірігуі және олардың арасындағы байланыс.

Математикалық модель – қатынастардың ақырлы жиыны анықталған кездейсоқ табиғаттың элементтер жиыны.

Тексеруші модель – бұл қолданудың нәтижесі протатиптің өзімен салыстырмалы (сәйкес) болатын модель.

Белгілер жиыны – белгілердің дискретті жиыны.

Объект – күрделі бірігудің қарапайым құраушысы, ол келесідей қасиеттерге ие:

  • Берілген есепте ол ішкі құрылғыға ие болмайды және бір бүтін ретінде қарастырылады;

  • Сыртқы әсердің нәтижесінде өзгеріске келетін қасиеттер жиынына ие болады;

  • Ол анықталған, яғни атауы бар.

Біркелкі дискретті канал деп аталадыегер кез келген і,j үшін уақыт аралығындағы ықтималдығы өзгермесе (яғни әсерлер әрқашан да бірдей).

Оптимальды (n,k)-коды – n мен k және басқа да кодтардың қате декодталудың минимальды ықтималдығы қамтамасыз етеді.

Бөгеттерге тұрақты код – қателерді іздеп табуға және қажет жағдайда оларды түзетуге арналған код.

Хабарлманың интерпретациялану ережесі – хабарлама мен оның мазмұны арасындағы сәйкестікті орнататын заңдылық.

Хабарлама қабылдаушы – хабарламаны қабылдауға және оны дұрыс интерпретациялауға мбейімделген субъект немесе объект.

Программа – «компьютер» атты орындаушыда ақпаратты өңдеу бойынша жүргізілетін әрекеттер тізбегі.

Программалық объект – берілгендер мен процедуралар жиынының өзгеру мүмкіндігін анықтайтын әрекеттесулер.

Байланыс каналының өткізу мүмкіндігі – бір уақыт бірлігінде канал бойынша берілетін максималды ақпараттар саны.

Қасиет (атрибут) - өлшемі тағайындалған объектінің қасиеті.

Сигнал – ақпаратты ұсыну үшін қоланылатын заттық сақтаушылардың сипаттамаларының өзгерісі

Үздіксіз сигнал (аналогты) – оның параметрлері қандай да бір интервалда кез келген мәнді қабылдай алады.

Дискретті сигнал – оның параметрлері қандай да бір интервалда ақырлы санның мәнін қабылдайды.

Синтез – 1) жүйені жалпы зерттеу әдісі, анализ нәтижесін ортақ қылып шығарады; 2) заңдылықтарға сүйене отырып, жеке компоненттерді біріктіру арқылы бір ортақ нәтиже шығару.

Жүйе - өзара әрекеттескен компоненттердің бірігуі, олардың әрқайсысын жеке алғанда жүйе қасиеттеріне ие болады, бірақ ол ажырамас бөлігі болып табылады.

Жүйелік код – бұл (n,k) коды, мұндағы барлық (Рj) тексерілетін биттердің мәні (Ui) ақпаратты биттердің сызықты комбинацияларымен анықталады.

Санау жүйесі – арнайы белгілердің көмегімен (цифрлар көмегімен) берілгендерді сандармен жазу ережесі.

Позицицялы санау жүйесі – санды белгілеуді әрбір цифрдің мәні басқа ифрлардың арасындағы позициясын анықтау.

Алгоритмнің уақытша күрделілігі – n сөзінің әрбір кіру ұзындығына сәйкес алгоритммен шешуге келетін максималды уақыттың орны.

Хабарлама – сигналдар тізбегі

Марковтік хабарлама (жадыға ие) – белгілердің арасында немесе сәйкестіктер арасындағы статистикалық байланысы бар хабарлама.

Шенондық хабарлама (жадысыз) – жеке белгінің көрінуі уақытқа байланысты өзгеру ықтималдығына ие болатын хабарламалар.

Байланыс құрылғысы – бастаудан қабылдаушыға ақпаратты жіберуі жүзеге асатын байланыс каналы мен байланыс құрылғыларының жиынтығы

Берілгендер құрылымы – біртипті берілгендер мен олардын бірыңғай сипаттамаларын біріктіретін, сонымен қатар олардың арасындағы байланысты орнататын реттеу.

Сызба – бұл базисті элементтер комбинациясы, бұлардың бір элементінің шығуы басқалардың кіруіне сәйкес келеді.

Тьюринг тезисі: кез келген алгоритм тьюрингтік функциямен берілуі мүмкін және Тьюринг машинасында жүзеге асады.

Черч тезисі: алгоритм негізінде шешілетін бөлшектік сандық функциялар класы, барлық бөлшекті рекурсивтік функциялармен сәйкес келеді.

Бом-Джакоптини теоремасы: кез келген алгоритм құрылымдықпен салыстыруы мүмкін.

Котельников теориемасы (санау теоремасы): үздіксіз сигналды толық көрсетуге болады және осы сигналды біркелкі максимальды жиілік периодының жартысына тең немесе одан да кіші уақыт интервалының көмегімен өлшенген санаулы көлемдер арқылы қайта құруға болады.

Шеннон теоремасы (бірінші): мәліметті беру кезінде ешбір әсердің жоқ болу кезінде хабарламаны кодтаудың мынадай нұсқасы бар, бұнда кодталатын алфавиттің бір белгісіне келетін белгінің орташа коды бірлік немесе екілік алфавиттің белгілеріне жақын болады.

Шеннон теоремасы (екінші): мәліметтерді каналдар бойынша беру кезінде хабарламаны кодтау қолданылады, бұнда хабарлама қаншалық терілсе, соншалықты жеткізіледі, бірақ оның берілу жылдамдығы каналдың өкізу қабілетінен аспауы керек.

Фано шарты: біркелкі емес код біркелкі декодталады, егер кодтардың еш қайсысы басқа ұзақ кодтың басталуымен сәйкес болмаса.

Файл – ақапараттарды сақтау жүйесінде сипатталатын және бір ортақ болып қарастырылатын, физикалық жазылымдардың анықталған түрде безендірілу жиынтығы.

Формальді грамматика – формальді алфавиттің ақырлы символдарының кезектескен жиынтығын сипаттайтын ережелер жүйесі.

Формальді орындаушы – алгоритм бұйрықтарын талдай алатын және қабылдай алатын субъект немесе құрылғы, соларға байланысты өзінің күйін өзгертетін және ақпараттың қадамдық өңделуін орындайтын механизмін қамтитын құрылғы.

Формальді жүйе – көптеген бар объектілер арқылы және жаңа компоненттерді құру ережелері арқылы дискретті компоненттер жиынтығын беретін математикалық модель.

Функционалды блок – қарапайым әрекет түрінде ұйымдастырылған, яғни бір немесе бірнеше шығысы бар (орындалулар бір ғана әрекеттен басталады) алгоритмнің бөлігі.

Қара жәшік – құрылысы жағынан қолданушыға таныс емес, бірақ оның реакциясы мен сырқы әрекеттесулері таныс болатын жүйе.

Өткізу жолағының ені – сигналдарды беруге арналған каналмен байланысқа қолданылатын жиіліктер интервалы.

Санау жүйесінің үнемділігі – берілген жүйеде анықталған цифрлар саны арқылы жазуға болатын сандар жиыны.

Энтропия дағдының анықталмаған мөлшері, мұнда оынң шығыстарының орташа анықталмағандығына тең болатын кездейсоқ әрекеттер көрсетіледі.

ДӘРІСТЕРДІҢ ҚЫСҚАША КОНСПЕКТІСІ

1-ДӘРІС. Информатика пәні және мақсаттары. Теориялық информатика.

Қарастырылатын сұрақтар:

Информатиканың пайда болуы және дамуы. Есептеу техникасының даму тарихы. Информатиканың ғылым ретінде пайда болуы. Информатика құрылымы. Ғылыми зерттеулердің бағыттары (теориялық информатика, ақпараттандыру құралдары, ақпараттық технологиялар, әлеуметтік информатика). Информатика халық шаруашылық саласы ретінде, фундаментальды ғылым және қолданбалы пән. Информатиканың мақсаты мен міндеттері. Теориялық информатиканың зерттеу бағыттары.
Кез келген ғылым ондағы теориялық және практикалық сипатта қарастырылып шешілетін мәселелер тобын анықтаудан басталады. Одан әрі ғылыми білім даму логикасы қатаң түсінікте аппарат - осы ғылымда қабылданған және мамандар түсіндіруінің бір мағынада баяндауын қамтамасыз ететін тілді талап етеді. Ғылыми тілде жаңа терминдерді аксиомалақ және операциялық жолдармен анықтауға болады. Бірінші жағдайда, соның ішінде математикада постулат түрінде қабылданған жағдайда бастапқы анықтамалардың кейбір жиынтығы қосылады да, сосын олар арқылы басқа қалған түсініктері айтылады. Мысалы, жылдамдықты материалды нүкте уақыт бірлігі үшін жасалған ауыспалылық ретінде анықтаса, онда ауыспалылық пен уақытты өлшеу тәсілдері бар екені, ал оларың қатынасы жаңа шаманы анықтайтыны өз-өзінен түсінікті болады. Ереже бойынша, жаратылыс ғылыми пән де ғылыми тілге операциялық жолмен анықталуы мүмкін шамаларды ғана енгізу орынды болып саналады.

Ұғымдар мен оларды сипаттайтын шамалар анықталған соң олардың арасындағы байланыс сипатын анықтау қажет - кез келген ғылымның негізгі міндеті осыдан тұрады. Бұл байланыстарда заңдар, заңдылықтар немесе беталыстар сипаты болуы мүмкін. Практика тапсырмаларын шешу үшін бұл заңдарды пайдалану ғылыми зерттеудің тағы бір кезеңі-табиғи немесе абстрактілі жүйелермен және олардың үлгісі құрылымын анықтаумен сөзсіз байланысты. Барлық іс жүзінде қолданылатын "техникалық" аспектілер мен шешімдер осылай құрылған теориялық негізге сүйенеді, ал егер қажет болса оның салдары болып табылады.

Ғылыми пәнде, оқып үйренуде информатиканың ерекшелігі оны құрайтын іс жүзіндегі қолданысын көп адамдар талап ететін болып шығатындығында, олардың ішінде ғылым саласы мүлде алыс адамдарға да қажеттілігін де. Мұндай ситуацияны ешқандай жағдайда дұрыс емес немесе қажетсіз санауға болмайды - керісінше. Информатика мен технология жетістіктері компьютер қондырғысын жасауға, сондай- ақ қара жәшік ережесінде жұмыс істеуге, яғни оның көмегімен шешім механизмін жүзеге асыруды ұғынбай- ақ, қоданбалы міндеттерді шешуге жол беретін қолайлы бағдарлама қамтамасыздығының мүмкіндігіне әкелді. Дәл осы жағдайдың арқасында компьютер қазіргі заман қоғамында соншалықты кең қолданысқа ие болады: тіпті "компьютерді игерудің пайдаланымдық деңгейі" деген термин де пайда болады.

Инфоматика– оны оқыту құралы әлемнің бастапқы категорияларының бірі– ақпарат болып табылғандығы үшін болса да дүниетанымдық ғылым. Оқушылар инфоматика заңының негізділігі мен жан-жақтылығын түсінуі тиіс.

Қазіргі көрсетілген бойынша ақпарат материямен және энергиямен қатар әлемнің бастапқы категорияларының бірі болып табылады. Бұл категориялар бір-бірімен өзара байланысты. Мұндай байланыстарды табиғи құбылыс ретінде қарастыруға болады. Материя, энергия және ақпарат арасындағы байланыс көрінетін табиғи құбылысқа мыналар мысал бола алады:


  • қатты дене кристалды күйден сұйық күйге фазалық өтуі-мұнда материалдық өзгеру және энергетикалық шығынмен қатар атом орналасқаны жөнінде ақпарат жоғалуы да болада.

  • ДНК малекулаларының ішіне алынған ақпараттар арқылы тірі табиғатқа тұқым қуалау белгілері берілуі, бұл бір жағынан храмосомалардың әртүрлі жиынтығы арқасында жануардың немесе өсімдіктің осы түрінің даминанттық белгілерін беруді, ал екініш жағынан тіршілік иесінің сыртқы жағдайдың өзгеруіне бейімделуін қамтамасыздандырады.

  • Шартты және шартысыз рефлекстер – бұл сыртқы ортаның арқасында жануар миында пайда болып, сақталатын ақпарат.

Материя– энергия- ақпараттың адам қоғамындағы байланыстарына мыналар масал бола алады.

  • кез келген өндіріске материалдық объкетілерді түрлендіру үшін қажетті энергетикалық ресуртарды, сондай-ақ технология, әртүрлі құжаттама және тағы басқаларды баяндау түрінде ақпараттық қамсызданыдыруды құрайтын бастапқы материал кіреді;

  • қоғамның жаңа мүшелерінің, білім – материалдық және энергетикалық қамсыздандыруды талап ететін ақпаратық процесс дайындалуы;

  • кез келген саладағы басқарма мысалы, велосипед тең құлау немесе электрэнергиясының өшіп қалу сияқты нақты материалдық және энергетикалық көрсетулері болуы мүмкін бар ақпараттар негізінде шешімдерді өңдіруден тұрады.

Осы аталған үш категориялардың қайсысы адам үшін маңыздырақ? Нақты ситуацияларда бұлардың әрқайсысының тиімділігіне көптеген мысал келтіруге әрқашанда болатындықтан сұрақты бұлай қою мәнсіз сияқты. Сонымен бірге адамзаттың жалпы көлемінің ұлғаюын болдырады, оның үстіне бұл көлем уақыт ағымымен жер шары халқы мен оның материалды қажеттіліктерінен гөрі анағұрлым жылдамырақ өседі. Осылайша, ақпарат маңыздылығын басқа категорияларға қарағанда өседі деп тұжырымдауға болады. Дәл осы себептен де адамзаттың әрі қарай дамуы құрылыммен және жаңа ақпаратқа- ақпараттық қоғам өтуімен байланыстырады.

Ақпаратты өңдеудің информатика және ақпаратты компьютерлік технологисының ролі неліктен соңғы бірнеше онжылдықта ғана байқала бастады? Ақпараттық процестермен және ақпаратты қайта өңдеумен адамзаттың ісі әрқашан болғанмен информатика неліктен жарты ғасырдан бері ғана өзбетінше ғылыми пән болды? Бұл сұрақтарға жауап беру үшін тарихты ақпарттық процестерді дамыту деңгейінің көзқарасымен бағалай отырып, оған қысқа экскурс жасау қажет. Жануралар әлемінен адамдардың алғаш өз бетімен бөлініп шығуы мен алғашқы қоғам қалыптасуының біріккен мақсаты шешу барысындағы олардың қатынасымен, аңшылық, күрестің зілзала апаттармен байланыстылығын айта кеткен жөн. Қатынас жолға қатысты ситуация өткен мың жылдықтан бері еш өзгерген жоқ- қазірдің өзінде де бірден артық адам қатысатын кез келген тапсырма шешуі, әрекеті барлық қатысушыларға түсінікті түрде ұсынылған ақпарат алмасуды талап етеді. Тарихи дәуірлердің ақпараттық қамтамасыздандырылуын сипаттау үшін бірнеше параметрлерді ажыратамыз:



  • кеңістікте ақпарта берілуін ұйымдастыру, яғни бір- бірінен алыстап кеткен адамдардың, оған қол жеткізуін қамтамасыздандыру мақсатымен ақпарат тарату;

  • уақытында ақпарат беруді ұйымдастыру, яғни ақпарат жиналуы мен сақталуы келешек тұтынушылардың қызығушылығында;

  • ақпарт өңдеудің ұйымдастырылуы, яғни бар ақпартты оны басқару, оқыту, жаңа ақпарат жасау т.б. сияқты практика тапсырмаларын шешу үшін пайдалану мақсатымен түрлендіру.

Адамзат тарихы барысында аталған процестердің даму деңгейін сипаттайтын көрсеткіштердің жақсаруы бірқалыпты болған, бұл бірнеше ақпараттық кедергілердің тууына, кейін оларды жеңуге әкеп соқты. Ақпараттық кедергілер қоғамның ақпаратқа сұранысы мен олардың қамтамасыздандырылуының техникалық мүмкіндіктрері арасындағы қарама-қарасылық нәтижесінде туындалған. Бұл тосқауылдар қоғамның алға жылжу жолында қиындық болып шықты да, сондықтан да материалдық немесе энергетикалық кедергілер жағдайында адамзат әрқашан оларды жеңудің тәсілін тапқан. Мұндай үш ақпаратты кедергіні көрсетуге болады.

1-ші ақапарттық кедергі біздің заманымызға дейінгі шамамен V мың жылдықта жеңілген болатын. Ол уақытқа дейін ақпараттың жалғыз қоймасы адамның миы болған. Ақпарат берілуі адамның өзінің механикалық ауысымдылығымен байланысты болған, сондықтан берілу жылдамдығы өте төмен, ал берілу сенімсіз болған. Ақпарат өңдеуді сондай- ақ адам жасаған. Қарама – қарсылық адамзатқа уақытында келесі буынға берілуі үшін алдыңғы буыннан жиналған білім мен тәжірибені жазбаның пайда болуы арқасында жеңген. Ақпарат таратушылар тастар, саз балшық тақтайшалар, папирус, жарғақ, қабық, материя болған кейіннен қағаз пайда болды.

2-ші ақпарттық кедергі өңдіріс дамуымен- цех, мануфактуралар пайда болуына байланысты осы өңдірісті басқаруға қабілетті білімді адамдар қажеттілігі туғандықтан XV ғасырға қарай қалыптасты. Қарама-қайшылық ақпарат көздерінің көбі қол жазбалар болғандықтанда еді, қолжазба кітаптар көп мөлшерде адамдарды оқытуды қамтамасыздандыра алмады. Кітап басу өнерін XV ғасырда Еуропада И. Гутенберг және XVI ғасырда И. Федоров тапқандығы осы қайшылықты жеңуге мүмкіндік берді. Ол кезде ақпарат беру оны қағаз таратуының механикалық ауысымдылық жылдамдығымен анықталған. Өңдеуді адам жасаған. Ақпараттың негізгі таратушысы қағаз болғандықтан жинақталу техонглогиялары мен ақпарат таралуы дәл осымен анықталған, В.М. Глушковтың анықтамасы бойынша бұл жағдайды қағаз ақпарат деп атауға болады.

XX ғасырдың басына қарай 1-ші кезекте ақапарат таралуының жылдамдығына қатысты ситуация өзгереді: алдымен XIX ғасырда телеграф, сосын телефон, 1905 жылы радио, 1920-30 жылдары теледидар пайда болды. Осы өнертабулар нәтижесінде ақпарат жер шарының кез келген нүктесіне сол сәтте- қ жете алатын болды. Сақтауға арнаған- фото сурет, сосын кино, одан кейін магнитті жазба сияқты ақпарат жазудың басқа принциптерін қамтамасыздандыратын қондырғылар пайда болды. Еш өзгеріссіз қалғаны ақпаратты қайта өңдеуге байланысты ситуация ғана - бұл қызметті бұрынғысынша тек адам атқарады.

3-ші ақпараттық кедергіге адамзат билігінде болған ақпараттың жалпы көлемі өскендігі сонша адамзат миының жиынтық істеп шығару қабілеті оны қайта өңдеуге жеткіліксіз болып шыққан кез- XX ғасырдың екінші жартысында таяды. Адамзаттың алға озуы ақпаратты өңдеуді автоматтандыру мәселесін шеше алуына байланысты болды. Шешу нұсқалары 1945-46 жалдарда американдық инженерлер П. Экрет пен Дж Мочли "Эниак" деп аталатын алғашқы сандық есептеуіш машинаны құрастырып, математик Дж фон Нейман автоматты есептеуіш қондырғы жұмысының принциптерін жүйелеп баяндаған кезде пайда болады, ал 1948 жылы К.Шеннон кодтаудың математикалық принциптер мен ақпарат беру мазмұндалған "Байланыстың математикалық теориясы" деп аталатын танымал жұмысын жариялады, сондай- ақ ақпарат санын объективті өлшеу тәсілін ұсынады- дәл осы идеялар жаңа ғылыми - информатиканың негізін жеңу ақпараттың автоматтандырылған өңдеуін қамтамасызданыратын құрылғы жасалуының қажеттілігін тудырды.

Жаңа ғылыми атауын білдіретін "информатика" термині бірден пайда болып, сіңісіп кеткен жоқ. Біздің елде ХХ ғасырдың 60 жылдарында ақпарат өңдеудің автоматандырырылған жүйесін жасау, жұмыс істеп, қодануға байланысты сұрақтар "кибернетика" терминімен бірікті, әйткенмен Н. Винердің анықтамасы бойынша кибернетика - бұл тірі және өлі табиғаттағы басқару заңы туралы ғылым, яғни оның мүддесі тек адамзат пайдаланатын ақпараттық процестер мен жүйелерді ғана қамтитын болғандықтан бұл онша дұрыс болмады. Ағылшын тілді елдерде ақпарат зерттеуіне байланысты анағұрлым жалпы ғылыми пәнді "Compute Science" -"есептеуіш ғылым" деп атаса, францияда "Informatigue" - "информатика" термині пайда болады- сол атау 1970 жылдардың ортасынан бастап үлгіге алынады, алдымен ғылыми - техникалық қолданысқа нықтап енді де, сосын жалпыға белгілі және ортақ қабылдауда болды. Алайда информатика пәнін пәндік салада орныққан деп санауға болмайды. Информатика жөніндегі халықаралық конгресс 1978 жылы мына анықтаманы ұсынды: "Информатика ұғымы ақапарат өңдеу жүйесінің туындауы, жасалуы, пайдаланылуы мен материалды техникалық қызмет көрсетуіне байланысты саланы, оның ішінде машиналар, қоңдырғылар, математикалық қамсыздандырулар, ұйымдастыру аспектілерін, сондай-ақ өнеркәсіптік, коммерциялық, әкімшілік және әлеуметтік әсерлер жиынтығын қамтиды". Біздің қарастыруымыз үшін академиктер А. П. Ершов пен Б. Н. Наумовтың анықтамасын әбден жарамды деп санауға болады.

Информатика - ақпараттың ортақ қасиеттерін, оның өңделу процесстерін, әдістері мен құалдарын оқытатын негізгі жаратылыс ғылымы.

Инфоматиканың негізгі ғылымға жатқызылуы онда жалпы ғылыми мәнділік бар екенін, яғни оның ғылымның өз шеңберінде ғана емес, басқа да ғылыми және қолданбалы пәндерде ұғымы, заңдары мен әдістері қолданылатындығын біліреді.

Информатика екі бағытқа бөлінеді: терориялық және қолданбалы. Теорялық информатиканың зерттеу нәтижесі ақпарат пен ақпарат процестеріне қатысты ортақ заңдарды анықтап, қалыптастыру, ақпараттық роцестермен және дисккретті ақпараттарды өңдеумен байланысты техникалық жүйелердің жұмыс істеуін анықтау, сондай-ақ, ақпараттық үлгілерідің құрылуымен пайдаланылуының методологиясын құрастыру болып табылады. Қолданбалы информатика ақпарттық жүйенің тікелей жасалуын және оларға арналған бағдарламалық қамтамасыздандыруды, сондай-ақ олардың практикалық тасырмаларды шешу үшін қолданылуын қамтамасызданыдырады.

Теориялық информатика - математика әдістерін пайдаланатын пән. Кез келген ақпарат дискретті түрде көрсетіле алатын болғандықтан ақпараттық процессті баяндап беру үшін дискретті математика аппараты пайдаланылуы мүмкін. Алайда теориялық информатикада бұл аппарат ақпараттық объкетіге қоданылатындықтан нақты әрі өзгеше мазмұнға толы болды. Теориялық информатикаға мына пәндер кіреді: ақпарат теориясы, алгоритм теориясы, кодтау теориясы, жүйелер мен үлгілер теориясы, негізгі автоматтар теориясы, есептеу математикасы, математикалық бағдарламалау және басқа да толып жытыр.


2-ДӘРІС. Ақпарат және оның қасиеттері.

Қарастырылатын сұрақтар:

Ақпарат философиялық категория ретінде. Ақпаратты түрлендіру. Хабар ақпаратты жеткізуші. Хабарды сигналдар көмегімен жеткізу. Ақпараттар көзі, ақпарат қабылдаушы және жеткізу каналы. Хабарды дискретизациялау. Ақпаратты өрнектеу формалары. Статикалық. Динамикалық. Кодтау. Декодтау. Ақпаратты өлшеу. Құрылымдық өлшем (геометриялық, комбинаториялық, аддитивтік (Хартли өлшемі)). Статикалық өлшем (энтропия ұғымы, энтропия қасиеттері). Семантикалық өлшем (мазмұндылық, логикалық саны, ақпараттың орындылығы және мәнділігі). Ақпаратты жеткізу. Кедергілерсіз канал арқылы. Кедергілермен канал арқылы.
Ақпарат теориясы жеке пән ретінде мына тапсырмаларды шешу барысына туды: бұл берілуге бөгет болу жағдайында берушіден қабылдаушыға ақпараттың сенімді әрі тиімді берілуін қамтамасыздандыру. Бұл нақтылаулырды қажетсінеді.

  • "сенімдіні", бұл ақпарат жоғалу, берілу процесінде болмауы тиіс;

  • қабылдаушы беруші жіберген ақпаратты бұрмалаусыз толығымен алуы тиіс дегенді білдіреді;

  • "тиімдісін" бұл байланыс жолының падаланылым уақыты мейлінше азайтуды талап ететін экономиаклық фактор болғандықтан беру анағұрлым жылдам тәсілмен іске асырылуы тиіс дегенді білдіреді;

  • кедергілер байланыстың кез келген шынайы жолында болады: солайша, жоғарыда қайылған міндетте анық пратикалық бағыттылық болады.

Бұл есептерді шешу шартты түрде техникалық және математикалық деп атауғаболатын екі бағытпен жүргізіледі. Техникалық іздеу беру үлкен жылдамдықпен жүруі мүмкін байланыс сызығының практикалық жасалуымен кедергіден қорғанысты немесе олардың әсерін азайтуды қамтамасыздандырумен жылдам және сенімді байланысты қамтамасыздандыратын техникалық қондырғы жасалуымен байланысты. Алайда бұл өңдеулердің негізінде ақпарат берудің қандай да бір нақты сызығына емес, байлыныстың кез келген жолына қолданылатын кейбір ортақ заңдар мен принциптер жатыр. Олар ақпаратты кодтау тәсілдерін, ақапарттың сенімді берілу шарттарын, соңында ақпаратты процесстерді сандап түсіндіріп беруге мүмкіндік беретін шамалары анықтайды. Дәл осы әдістер ақпарат теорисының мағыналы негізін құрайды.

Ақпарат теориясы жалпылықтың жоғары кезеңі мен математикалық теория болып табылады. Ол түсіндірілуі үшін ықтыималдық және энтропия ұғымдары қоданылатын кездейсоқ оқиғалар теориясына сүйенеді. Теорияның өз шеңберіне ақпарат ұғымы кіреді және оның өлшемі бит белгіленеді. Ақпарат теорясы басқа теориялар сияқты математикада құрылады: алдымен аксиомалық бастапқы ұғым анықталады, ал сосын олардан талдау жолымен жаңа жағдайлар немесе теориялар дұрыстығы дәлелденеді-осы теория негізін салушылар Клод Шеннон дәл осы жолдармен жүрген.

Ақпарат теориясы пайаланылуына мысалдарды информатика, техника, психология, биология, физика, педагогика, лингвистикада және т.б. табуға болады. Алайда басқа кез келген математикалық теория сияқты ақпарат теориясы баяндалған материалдың жүйелерде немесе процесстерде теорияның бастапқы жағдайын қанағаттандырса, сонша практиканы нақты тапсырмаларды шешу үшін қолданылады. Оның басқа жағдайларда олданылмаушылығын теорияның кемшілігіне еш санауға болмайды. Сөз сонымен қата бастапқы терминнің өзі - информация - тек осы теорияда ғана пайдаланылмайтындығы туралы болады; алайда, еер басқа пәндерде оған басқа мағына берілсе, онда ақпарат теориясы оған қолданылумен талап етуге болмайды. Дәл осылай Ньютон механикасы бұл терминнің мағынасының барлық түрінде емес, тек дененің уақыт ағынымен кеңістікте ауыспалылығы қозғалысын суреттейтін теория болып табылады; қозғалыстың басқы түрлері - өсіміктің жетілуі, әлемнің дамуы, қоғамдық ұйымдастырудағы өзгерістер және т.б. Ньютон заңымен түсіндірілмейтіні сөзсіз, бірақ бұл соңғысының мағынасын төмендетпейді.

Ақпараттың математикалық ұғымы оның сандық өлшемінің мүмкіндігімен байланысты оның үстіне ақпарат теориясында хабарламадағы ақпарат саны хабарламаны алған соң кездейсоқ оқиғалардың нәтижесі анықталмаушылығы қаншалықты азайғанымен анықталатын кезде энтропиялық тәсіл орнығады. Егер хабарлама бастапқы белгісіздікті бүтіндей алып тастайтын боса, ол оқиға туралы толық ақпарат таратады. Техникалық қосымшаларда қарапайым есептеуде хабарламадағы белгілер саны негізделген ақпарат санын санауды басқа тәсілі қолданылады - мұндай амал көлемдік деген атқа ие болды. Жалпы жағдайда ақпарат санының бұл екі мөлшері сәйкестенбейді, сонымен қатар ақпарат теориясында хабарламада энтропиялық мөлшер қос символдың санынан аспайтыны көрсетіледі. Екі амалда да ақпараттың сандық мөлшері, оның семантикалық негізіне бекітілмейтіндігі бірдей болып шығадаы. Тұрмыстық көзқараста мағынасын жоғалтқан жоғалтқан ақпарат алушы үшін қандай да бір бағасын да жоғалтады әйткенмен ақпарат беруге немесе сақтауға арналған қондырғы берілген ақпарттың мағынасын бағалай алмайды-бұл жағдай басытыс семантиткалық негізіне байланыссыз ақпартың сенімді берілуі және сақталу міндеті болады. Егер пошташы хаттардың мазмұнын бағалап, өз түсінігіне байланысты олардың өайсысын жіберіп, жібермеуі маңызды екекенің шешетін болса, бізге жағдай ұнай қояр ма еді? Байланыс құралы болған пошташы тіпті ішінде қағаздың таза беті болса да мекен – жайына апаруы тиіс. Оған қоса сақтау және беру үшін ақпарттардың сандық сипаты, олардың бағалану әдістері мағыңды болып шығады – оларды ақпарат теоричсы анықтайды. Осылайша, ақпарат теориясы ақпараттың мазмұндық жағын елемеуге болатын практикалық тапсырмаларды шешуге ғана қолданылады.

Кез келген ғылым ол пайдаланыланатын ұғымдар мен терминдердің қатаң анықталуынан басталады. Сондықтан ақпарат теориясы негіздерінің мазмұнын дәл нақты анықтамадан бастау әбден қонымды болар еді. Қандай да бір ұғымды анықтау-бұрын анықталған басқа ұғым арқылы жеткізу деген сөз. Ситуацияның қиындығы, әйткенмен ақпарат әлемнің бастапқы категорияларының бірі болып табылып, сондықтан “жалпы ақпарат” анықтамасын неғұрлым қарапайым, әлдеқайда бұрынғы терминмен өиюластыру мүмкін емес болатындығында. “Информация” ұғымының жеке түсіндірілуіне қатысты айтар болсақ, онда әртүрлі ғылыми пәндерде, техникада және тұрмыстық деңгейде олардың едәуір айырмашылықтарын айта кеткен жөн. Мұндай жағдайды қандай да бір ерекше санаудың қажеті жоқ-терминнің қозғалыс, энергия, жүйе, байланыс, тіл т.б. сияқты көптеген мағынасы болып және сол мағынада қоданылғанда көптеген ұқсас үлгілер келтіруге болады. бір мағыналы болмауды терминнің өз анықтамасы әрбір “тар” пәнде берілетіндігі жеңеді-оның “жеке” деп санаған жөн – дәл сол қолданылады. Бірақ бұл мұндай анықтаманы көшіруге және оны осы пәннің шеңберінен тыс қолдануға негіздеу бермейді. Мысалы, теориялық механикада “байланыс” дегеннің ауысымдылығы мүмкіндігін шектейтін қандай да бір артық әсер ретінде анықталады. Мұндай түсіндірмені айталық, телеграфта немесе әлеуметтік ғылымда қолдануға тырысудың мәні жоқ.

Информация терминімен де ұқсас жағдай: тұрмыстық деңгейде және көптеген ғылыми пәндерде ол мәлімдеу, білім, мәліметтер, хабар, хабарлама, басқарма және т.б. ұғымдармен байланыстырылады. Барлық аталған мысалдарда жалпысы олардағы мәнді және мағыналысы пайдалану үшін аұқпараттың мазмұндық жағы – “дұрыс мағына” жағынан бұл әбден табиғи болып көрінеді. Алайда мағынаның бағалануы мен әртүрлі адамдардың бір ақпаартты бағалауы, жалпы айтқанда, әртүрлі болады: ақпарттың мағыналық жағының объективті сандақ өлшемі болмайды. Бір жағынана ақпараттың семантикалық негізі еш рөл ойнамай қалған, нақтырақ өлшеуі өлшеуі тиіс, ал бұл үшін ақпараттың материалдық көрсетілуінің өзгермеуін қамсыздандыруы жөн ақпараттың ерекше бнлгілері түрінде қабылданатын жағдайлардың мысалдарын келтіруге болады. осы себептен теориялық техникалық және тіпті ұйымдастырушылық қолданыстар қатарында ақпараттың, онымен байланысты өзгерістер болмауын, сондай-ақ осы процестердің, салыстырусыз-ақ ақпарттың өзінің мазмұның іске асырудың ең жақсы жағдайын іздеуді қамсыздандыру тапсырмасына мұқият болу керек. Мысалы, кітапхан міндеті- қордағы кітаптарға олардың мазмұнына байланыссыз кез келгеніне оқырмандардың рұқсатын, тіркелуін, сақталуын қамтамасыз ету. Кітапханашылардың әрекеті формалды белгілеріне- кодтары, автордың фамилияларына, атауы бойынша қажетті кітапты іздеп тауып оқырманға беруге салды, оған қоса кітаптың мазмұны, пайдалылығы, мәнділігі т.б. оны сақтаушы емес оқырман бағалайды.

Ақпаратты оның семантикалық негізінен ажыратып, біз ақапарат анықтамасын құруға, сонымен қатар оның объективті сандық өлшемін жүргізуге мүмкіндік аламыз, операциялық деп аталатын анықтама әдісі және түсіндіріп баяндаудағы өлшеу әдісі немесе анықталатын шаманың мәнін табу пайдаланылатын болады- мұндай тәсілге бір мағыналылықпен өлшемі жоқ категориялар үшін жету қиын объективтілікті қамсыздандыратындықтан ғылыми білімдегі жоғары бағалау беріледі. Мұндай тәсілдің ашылуы ақпарат теориясының басты еңбегі болып табылады.

Ақпараттың операциялық анықтамасын ал өткен және жалғасып келе жатқан ұғымдар қатарын менгертуді талап ететіндіктен, 2 тарауда қарастыратын боламыз. Әзірге біз, кез келген ақпарат ие болатын ерекшеліктерді талқылаймыз. Сондықтан біздің материалдық әлемімізде болып, таралуы үшін ол қандайда бір материалдық негізбен міндетті түрде байланысты болуы тиіс – онсыз ақпаратты біз көрсетіп, беріп және сақтай алмаймыз, мысалы, қабылдап есте сақтай алмаймыз. Анықтама жүргіземіз: Ақпараттың көрсетілуі немесе берілуі үшін қызмет ететін материалды объектіні немесе ортаны материалды таратушы деп атайтын боламыз.

Ақпараттың материалын таратушы қағаз, ауа, лазерлі дик электромагнитті өріс және т.б. болуы мүмкін. Оның үстіне ақпарат сақталуы уақыт ағымымен өзгермейтін таратушының кейбір сипаттамаларымен байланысты, мысалы, дыбыс толқынының тербеліс амплитудасы немесе өткізгіштегі қуат басқаша айтқанда ақпарат сақталуы таратушының жағдайының белгіленуімен, ал таралу таратушыда өтетін процеспен байланысты жағдай мен процесте физикалық, химиялық, биологиялық немесе басқа негіз болуы мүмкін, бастысы олар материалдық.

Алайда кез келген процеспен ақпартты байланыстыруға болмайды. Соның ішінде стационарлы процесс, яғни уақыт өте өзгеретін процесс ақпарат таратпайды. Бұған тұрақты электр тоғы, шамның тегіс жануы немесе бір қалыпты гуіл бола алады- оларда процесс болып жатқан, яғни бірдеңе жұмыс істеп жатқан ақпарат болады. Егер біз шамды өшіріп, жақсақ, яғни оның жарықтығын өзгертсек іс басқа кезекпен жағып, үзіліс жасау ақпаратты көрсестеді және беру мүмкін процесс қажет. Оған қоса ақпарат процестің болуымен емес, оның қандай да бір сипаты өзгеруімен байланысады.

Ақпарат берілуі үшін пайдаланылатын таратушы сипатының өзгеруі сигнал деп, ал өлшеудің кейбір шкаласына жататын осы сипаттаманың мәні сигнал параметрі деп аталады.


    1. кестеде ақпарат берілу үшін пайдаланылатын процестердің және олармен байланысты сигналдардың мысалы келтірілген




Беру тәсілі

Процесс

Сигнал параметрі

Дыбыс

Дыбыс толқыны

Дыбыстың жоғарылығы, қаттылығы

Радио, теледидар

Радиотолқындар

Радиотолқынның жиілігі, амплитудасы немесе фазасы

Кескін бейнесі


: ebook -> umkd
umkd -> Оқу-әдістемелік материал Кіші мектеп жасындағы тіл дамыту әдістемесі
umkd -> 5В 050121- Қазақ тілінде оқытпайтын мектептердегі қазақ тілі мен әдебиеті мамандығына арналған
umkd -> «Тілді жоғары мектепте оқыту әдістемесі»
umkd -> 6М 011700- «Қазақ тілі мен әдебиеті мамандығы» Магистранттарға арналған
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> ОҚУ-Әдістемелік кешені (Барлық мамандықтарға арналған)
umkd -> Тарих кафедрасы
umkd -> «Азия және Африка елдерінің жаңа және қазіргі заман тарихы»
umkd -> Ағылшын тілі пәні бойынша 1-курс студенттеріне арналған


  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


©tilimen.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет